Silmästä inspiroitunut tekoiho antaa roboteille etätunnistusta

Seuraavan sukupolven ihmisten kanssa työskenteleviä robotteja rakentavat insinöörit ovat olleet fyysisen kompromissin loukussa. Jos haluamme robotin omaavan erittäin tarkan tuntoaistinsa tarttuakseen hauraaseen esineeseen, tarvitsemme pieniä, tiheästi pakattuja anturielektrodeja.

Mutta jos haluamme saman robotin aistivan ihmiskäden lähestyvän kymmenenkin sentin päästä törmäyksen välttämiseksi, tarvitsemme suuria elektrodeja sähkökentän heijastamiseksi kauemmas ulospäin.

Tähän asti fysiikka on sanonut, ettei molempia voi olla. Pienet anturit ovat erittäin likinäköisiä, kun taas suurilla anturilla ei ole tarkkaa resoluutiota.

South China University of Technologyn tutkijat ovat ohittaneet tämän perustavanlaatuisen pullonkaulan tutkimalla ihmisen biologiaa.

Professori Yingxi Xien tiimi kehitti joustavan, kapasitiivisen anturiryhmän, joka muuttaa aktiivisesti sähköistä käyttäytymistään. He saavuttivat tämän integroimalla dynaamisen suojakerroksen antureiden päälle. Suunnittelu on saanut inspiraationsa ihmissilmän pupillin lähirefleksistä.

"Kun keskitymme kirjaan, pupillimme supistuvat terävöittääkseen hienoja yksityiskohtia. Kun katsomme pimeää ja kaukaista tietä, se laajenee kerätäkseen enemmän valoa. Sovelsimme täsmälleen tätä logiikkaa sähkökenttiin", tohtori Xie selitti.

Tulokset edustavat harppausta robottien havainnointikyvyssä. Irrottamalla elektrodien fyysisen koon niiden sähköisestä kytkennästä tiimi kaksinkertaisti maksimaalisen havaitsemissyvyyden, saavuttaen sataprosenttisen kasvun perinteisiin kaksitilaisiin antureihin verrattuna.

Anturi voi myös "aistia" lähestyvän kohteen yli 90 mm:n etäisyydeltä. Vilkkaassa ympäristössä tämä etäisyys on ratkaisevan tärkeä; se antaa nopeasti liikkuvalle robottikäsivarrelle tärkeän sekunnin murto-osan pysähtyä ennen kuin se osuu ihmistyöntekijään.

Tämän teknologian siirtäminen kontrolloidusta laboratoriosta nykyaikaisen valmistuksen rankkoihin olosuhteisiin tai arvaamattomiin kotien olohuoneisiin tuo kuitenkin mukanaan vahvoja haasteita.

Mutta jos nämä skaalautumis- ja ympäristöhaasteet pystytään hallitsemaan, tämä dynaaminen anturiarkkitehtuuri tarjoaa loistavan uuden suunnitelman ruumiillistetulle älylle.

Sen sijaan, että robotteja varustettaisiin tarpeettomilla, kömpelöillä erillisten lähestymiskameroiden ja tuntotyynyjen kerroksilla, yksi ja mukautuva elektroninen kuori voisi pian mahdollistaa koneiden siirtymisen onnistuneesti ympäröivän tilan havainnoinnista turvalliseen vuorovaikutukseen sen lähellä olevien ihmisten ja esineiden kanssa.

Aiheesta aiemmin:

Kipua ja vammoja aistiva neuromorfinen robotti-iho

Integroitu bioninen LiDAR mukautuvaa 4D-konenäköä varten

Lämpöavusteinen havaitseminen eli HADAR