Истражувачи во Кина развија невроморфна роботска електронска кожа што им овозможува на хуманоидните роботи да чувствуваат допир, да детектираат повреди и да реагираат на штетен контакт со брзи, рефлексни движења.
Проектот се фокусира на долгогодишно ограничување во роботиката. Кога луѓето ќе допрат нешто опасно топло или остро, сензорните нерви испраќаат сигнали директно до ‘рбетниот мозок, предизвикувајќи речиси моментално повлекување пред мозокот целосно да ја процесира болката. Овој рефлексен одговор помага да се спречат сериозни повреди.
Сепак, хуманоидните роботи обично се потпираат на централизирана обработка. Податоците од сензорите мора да се пренесат до централна единица за обработка, да се анализираат, а потоа да се претворат во моторни команди. Дури и малите доцнења во овој процес можат да резултираат со штета, особено бидејќи роботите сè повеќе работат околу луѓето.
Како што роботите се движат од контролирани индустриски средини во домови, болници и јавни простори, истражувачите велат дека им се потребни поинстинктивни начини за интеракција со околината.
Новоразвиената невроморфна роботска е-кожа е дизајнирана да им ја даде таа способност на машините.
Повеќето постоечки роботски кожи функционираат како сензори за притисок, детектирајќи контакт без да ја разберат неговата сериозност. Тие можат да регистрираат дека нешто го допрело роботот, но не можат да утврдат дали интеракцијата е потенцијално штетна.
Сепак, невроморфната роботска е-кожа, или NRE-кожа, оди подалеку со имитирање на начинот на кој биолошката кожа ги обработува сензорните информации. Користи хиерархиска, невронски инспирирана архитектура, која ги претвора тактилните влезни сигнали во електрични импулсни низи слични на сигналите што ги пренесуваат човечките нерви.
Кожата е составена од четири слоја, при што нејзиниот најнадворешен слој делува како заштитна површина слична на човечкиот епидермис. Под неа се наоѓаат сензори и кола кои делуваат како сензорни нерви, постојано следејќи го притисокот, силата и структурниот интегритет.
Дури и кога е недопрена, кожата испраќа периодични електрични импулси до централната единица за обработка на роботот, сигнализирајќи дека системот функционира нормално. Ако кожата е исечена или оштетена, овие импулси запираат, дозволувајќи му на роботот да ја открие повредата и да ја идентификува нејзината локација.
Кога се остварува контакт, кожата генерира електрични шилци, кои кодираат информации за применетиот притисок. Под нормални услови, овие сигнали се насочуваат кон централната единица за обработка за интерпретација. Сепак, кога силата ќе надмине претходно поставен праг, што укажува на потенцијална болка или оштетување, системот реагира различно. Високонапонски сигнал се испраќа директно до моторите на роботот, заобиколувајќи ја централната процесорска единица и активирајќи моментален рефлекс, како што е повлекување на раката.
„Нашата невроморфна роботска е-кожа има хиерархиска, невронски инспирирана архитектура што овозможува чувствителност на допир со висока резолуција, активно откривање на болка и повреди преку локални рефлекси и модуларно брзо поправање. Овој дизајн значително го подобрува роботскиот допир, безбедноста и интуитивната интеракција човек-робот за емпатични сервисни роботи“, напишаа истражувачите.
Кожата е исто така дизајнирана за брзо одржување. Се состои од магнетни, модуларни лепенки што можат брзо да се одвојат и заменат, овозможувајќи оштетените делови да се поправат за неколку секунди, наместо да бараат обемно сервисирање.
Истражувачкиот тим сега работи на подобрување на чувствителноста на системот за да може прецизно да се справи со повеќе истовремени точки на допир, клучен услов за роботите што работат во сложени, непредвидливи човечки средини.
(021)
