Keinoihot ja tekoäly10.05.2023
Kiinan Donghuan yliopiston tutkijat esittelivät äskettäin ionisen ihon, jota voitaisiin käyttää jäljittelemään sormenpäiden toimintaa roboteissa. Sormenpään kaltaiset kosketusominaisuudet omaavan ihon suunnittelu on kuitenkin haastavaa, koska rakenteellisen yhteensopivuuden ja paineentunnistustarkkuuden välillä on ristiriita. Tutkijoiden kehitetyssä ihossa on ajoittain jäykkiä harjannesormenjälkiä, jotka on upotettu pehmeään hydrogeelimatriisiin, mikä mahdollistaa mekaanisista jännityksistä häiriintymättömän tribosähköisen dynaamisen paineen havaitsemisen sekä kosketeltavan tekstuurin tunnistamisen. Kytkemällä se toiseen pietsoresistiiviseen ionogeeliin, keinotekoinen tuntoaistijärjestelmä on sitten koottu pehmeäksi robotti-ihoksi, joka jäljittelee sormien samanaikaisia nopeasti ja hitaasti mukautuvia multimodaalisia aistimuksia tarttumistoiminnoissa. Tämä lähestymistapa voi inspiroida tulevaisuuden korkean suorituskyvyn ionisten tuntoanturien suunnittelua älykkäisiin sovelluksiin pehmeässä robotiikassa ja proteeseissa. Cambridgen yliopiston tutkijat ovat puolestaan kehittämässä uudenlaista hydrogeelipohjaista ihoa, jonka avulla robotit voivat toistaa keinotekoisesti ihmisen kosketusaistin. Tutkijoiden mukaan toiminnallisten pehmeiden materiaalien yhdistäminen sähköimpedanssitomografiaan on lupaava menetelmä jatkuvatoimisen sensoroivien, korkearesoluutioisten ja pehmeiden robottikalvojen kehittämiseen. Kokeet toivat kuitenkin esiin, että ihomaisesti tuntevien ärsykkeiden rekonstruoiminen neuroverkkopohjaisesti pintaelektrodimittauksista on ongelmallista. Sen sijaan tutkijat esittävät mallitonta superpositiomenetelmää, jossa käytetään pieniä määriä todellista dataa kehitettäessä muodonmuutoskarttoja pehmeästä robotti-ihosta. UNSW Sydneyn tutkijat ovat sen sijaan yhdistäneet keinotekoisia synapseja kehittämiinsä antureihin jäljitelläkseen ihmisen ihon ominaisuuksia. Jo aiemmin kehitetyt venymäanturit jäljittelevät ihmisen ihon havaitsemista mittaamalla painetta, jännitystä ja painoa. Mittauksensa ne muuntavat sähköisiksi signaaleiksi mutta ilman prosessoria ne eivät pysty vastaamaan ihmisen ihon aistitoimintoja. "Laitteemme käyttämä sähkövirta vastaa kahden neuronin välisen yhteyden vahvuutta. Ja käytimme sähköisiä ärsykkeitä ohjataksemme laitteen johtavuutta jäljittelemään ihmisen synaptista käyttäytymistä”, sanoo professori Dewei Chu. Keinotekoisten neurosolujen käyttäminen tällä tavalla tunnetaan neuromorfisena laskentana. Täydellinen järjestelmä koostuu sitten aikanaan neuromorfisesta laskentalaitteesta yhdistettynä tohtori Shuhua Pengin kehittämiin erittäin herkkiin sensoreihin. Aiheesta aiemmin: Siruton ja langaton elektroninen "iho" Seuraavan sukupolven älykäs keinoiho |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.