Dacă atingi accidental un obiect fierbinte, îți vei retrage mâna rapid, fără să te gândești. Acest lucru se întâmplă datorită nervilor senzoriali din piele, care trimit un semnal rapid către măduva spinării, care activează imediat mușchii. Viteza cu care se întâmplă acest lucru ajută la prevenirea arsurilor grave. Creierul tău este informat abia după ce mișcarea a început deja.
Dacă ceva similar se întâmplă unui robot umanoid, acesta trebuie de obicei să trimită datele senzorilor către o unitate centrală de procesare (CPU), să aștepte ca sistemul să le proceseze și apoi să trimită o comandă către brațul pentru a se mișca. Chiar și o întârziere scurtă poate crește riscul de deteriorare gravă.
Dar, pe măsură ce roboții umanoizi ies din laboratoare și fabrici și intră în casele, spitalele și locurile noastre de muncă, vor trebui să fie mai mult decât simple mașini preprogramate dacă vor să-și atingă potențialul maxim. În mod ideal, ar trebui să poată interacționa instinctiv cu mediul înconjurător. Pentru a contribui la realizarea acestui lucru, oamenii de știință din China au dezvoltat o piele electronică robotică neuromorfă (NRE-skin) care conferă roboților simțul tactil și chiar capacitatea de a simți durerea.
Pielile robotice actuale nu sunt altceva decât tampoane de presiune care pot detecta când sunt atinse, dar nu pot procesa semnificația, cum ar fi dacă este dureros. Pielea NRE este diferită, deoarece este proiectată să funcționeze ca sistemul nervos uman.
Cum funcționează
Această piele este formată din patru straturi. Stratul superior este un înveliș protector care acționează ca epiderma noastră. Sub acesta se află senzori și circuite care se comportă ca nervii umani. La fiecare 75-150 de secunde, pielea trimite un mic impuls electric către procesorul robotului, chiar și atunci când nimic nu o atinge. Este ca și cum pielea ar spune: „Totul este în regulă”. Dacă pielea este tăiată sau deteriorată, impulsul se oprește, ceea ce indică robotului locul în care a fost rănit și alertează proprietarul.
Când pielea este atinsă, ea trimite un alt tip de semnal numit „spike”, care transportă informații despre presiunea aplicată. În cazul atingerilor normale, aceste semnale sunt transmise către CPU. Cu toate acestea, dacă atingerea este atât de puternică sau extremă încât provoacă „durere”, pielea trimite un semnal de înaltă tensiune direct către motoare. Acest lucru ocolește CPU și declanșează o reacție reflexă rapidă, cum ar fi retragerea instantanee a brațului. Un semnal de durere este emis numai atunci când senzorii din piele detectează o forță care depășește un prag prestabilit.
„Pielea electronică robotică neuromorfă are o arhitectură ierarhică, inspirată de sistemul nervos, care permite detectarea tactilă de înaltă rezoluție, detectarea activă a durerii și a leziunilor cu reflexe locale și repararea modulară rapidă”, a scris echipa în articolul publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences. „ Acest design îmbunătățește semnificativ atingerea robotică, siguranța și interacțiunea intuitivă om-robot pentru roboții de serviciu empatici.”
Pielea se poate chiar „repara” singură datorită unui design inteligent, similar cu Lego. Deoarece este alcătuită din patch-uri magnetice, proprietarul poate pur și simplu să desprindă o secțiune deteriorată și să fixeze una nouă în câteva secunde.
Următorul pas pentru echipă este îmbunătățirea sensibilității pielii, astfel încât să poată simți mai multe atingeri simultan fără a se confunda.
Editor : A.R.
