Kipua ja vammoja aistiva neuromorfinen robotti-iho

Kun humanoidirobotit siirtyvät laboratorioista ja tehtaista koteihimme, sairaaloihin ja työpaikoille, niiden on oltava enemmän kuin vain esiohjelmoituja koneita, jotta ne voivat toimia potentiaalinsa mukaisesti.

Ihannetapauksessa niiden tulisi pystyä olemaan vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa vaistonvaraisesti.

Tämän mahdollistamiseksi kiinalaiset tiedemiehet ovat kehittäneet neuromorfisen robotti-e-ihon (NRE-ihon), joka antaa roboteille tuntoaistin ja jopa kyvyn tuntea kipua.

Nykyiset robottien ihot ovat vain painetyynyjä, jotka tunnistavat kosketuksen, mutta eivät pysty käsittelemään kosketuksen merkitystä, kuten esimerkiksi sitä, onko kosketus kivulias. NRE-iho on erilainen, koska se on suunniteltu toimimaan kuten ihmisen hermosto.

Kehitetty iho koostuu neljästä kerroksesta. Päällimmäinen kerros on suojaava kalvo, joka toimii kuin oma epidermiksemme. Sen alla on antureita ja piirejä, jotka käyttäytyvät kuin ihmisen hermot. 75–150 sekunnin välein iho lähettää pienen sähköpulssin robotin suorittimelle, vaikka mikään ei koskettaisi sitä. Tämä on kuin ihon tapa sanoa: "Kaikki on hyvin." Jos ihoon tulee viilto tai se vaurioituu, pulssi pysähtyy, mikä kertoo robotille, missä se on loukkaantunut, ja se hälyttää omistajan.

Kun ihoa kosketetaan, se lähettää piikin eli signaalin, joka välittää informaatiota kohdistetusta paineesta. Normaaleissa kosketuksissa nämä piikit menevät suorittimelle (CPU).

Jos kosketus on kuitenkin niin kova tai äärimmäisen voimakas, että se aiheuttaa "kipua", iho lähettää korkeajännitteisen piikin suoraan moottoreihin. Tämä ohittaa suorittimen (CPU) ja laukaisee nopean refleksireaktion, kuten käsivarren vetämisen välittömästi pois. Kipusignaali lähetetään vain, kun ihon anturit havaitsevat voiman, joka ylittää ennalta asetetun kynnysarvon.

”Neuromorfinen robotti-e-ihomme on myös hierarkkinen, hermostosta inspiroitunut arkkitehtuuri, joka mahdollistaa tarkan kosketustunnistuksen, aktiivisen kivun ja vammojen havaitsemisen paikallisten refleksien avulla sekä modulaarisen pikalukituksen korjauksen”, tiimi kirjoittaa julkaistussa artikkelissaan. ” Tämä suunnittelu parantaa merkittävästi robotin kosketusta, turvallisuutta ja intuitiivista ihmisen ja robotin välistä vuorovaikutusta empaattisten palvelurobottien kanssa.”

Iho voi jopa "korjata" itsensä nerokkaan, moduulisen rakenteen ansiosta. Koska se on tehty magneettisista kohdista, omistaja voi yksinkertaisesti napsauttaa vaurioituneen osan irti ja napsauttaa uuden paikalleen sekunneissa.

Tiimin seuraava askel on parantaa ihon herkkyyttä, jotta se voi tuntea useita kosketuksia kerralla ilman, että ne sekoittuvat.

Aiheesta aiemmin:

3D-tulostettu elektroninen iho ja näyttö

Keinoihot ja tekoäly

Siruton ja langaton elektroninen "iho"