Επιστήμονες ανέπτυξαν ένα νέο είδος ηλεκτρονικού «δέρματος» που θα μπορούσε να δώσει στα ρομπότ την ικανότητα να «αισθάνονται» διαφορετικές απτικές αισθήσεις, όπως τραντάγματα, σκουντήγματα και αλλαγές θερμοκρασίας — ακόμη και την αίσθηση του μαχαιρώματος.

Το δέρμα είναι κατασκευασμένο από ένα ηλεκτρικά αγώγιμο υλικό με βάση τη ζελατίνη, το οποίο μπορεί να διαμορφωθεί σε διαφορετικά σχήματα. Όταν είναι εξοπλισμένο με έναν ειδικό τύπο ηλεκτροδίου, το υλικό μπορεί να ανιχνεύσει σήματα από εκατοντάδες χιλιάδες συνδετικές οδούς που αντιστοιχούν σε διαφορετικές αισθήσεις αφής και πίεσης.

Οι επιστήμονες δήλωσαν ότι το υλικό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε ανθρωποειδή ρομπότ ή σε ανθρώπινα προσθετικά, όπου η αίσθηση της αφής είναι ζωτικής σημασίας, εκτός από το ότι έχει ευρύτερες εφαρμογές στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας και στην παροχή βοήθειας σε καταστροφές. Τα ευρήματα των επιστημόνων δημοσιεύθηκαν στις 11 Ιουνίου στο περιοδικό Science Robotics .

Η απτική ανίχνευση έχει αναδειχθεί ως το επόμενο μεγάλο ορόσημο για τη ρομποτική, καθώς οι επιστήμονες επιδιώκουν να κατασκευάσουν μηχανές που μπορούν να ανταποκρίνονται στον κόσμο με τρόπο παρόμοιο με την ανθρώπινη ευαισθησία.

Τα ηλεκτρονικά δέρματα συνήθως λειτουργούν μετατρέποντας φυσικές πληροφορίες — όπως η πίεση ή η θερμοκρασία — σε ηλεκτρονικά σήματα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, απαιτούνται διαφορετικοί τύποι αισθητήρων για διαφορετικούς τύπους αίσθησης. Για παράδειγμα, ένας για την ανίχνευση πίεσης, ένας άλλος για την ανίχνευση θερμοκρασίας και ούτω καθεξής.

Αυτό το νέο ηλεκτρονικό δέρμα χρησιμοποιεί έναν μόνο τύπο «πολυτροπικού» αισθητήρα που είναι ικανός να ανιχνεύει διαφορετικά είδη ερεθισμάτων όπως η αφή, η θερμοκρασία και η ζημιά.

Ενώ εξακολουθεί να είναι δύσκολο να διαχωριστεί με αξιοπιστία και να εντοπιστεί η αιτία κάθε σήματος, τα υλικά πολυτροπικής ανίχνευσης είναι πιο εύκολο να κατασκευαστούν και πιο ανθεκτικά, ανέφεραν οι επιστήμονες. Είναι επίσης λιγότερο ακριβά στην παραγωγή, καθιστώντας τα κατάλληλα και οικονομικά αποδοτικά για ευρεία χρήση.

Για να δοκιμάσουν τη συνθετική τους σάρκα, οι ερευνητές έλιωσαν μια μαλακή, ελαστική και ηλεκτρικά αγώγιμη υδρογέλη με βάση τη ζελατίνη και την έφτιαξαν σε σχήμα ανθρώπινου χεριού. Στη συνέχεια, εξόπλισαν το χέρι με διαφορετικές διαμορφώσεις ηλεκτροδίων για να δουν τα πιο χρήσιμα δεδομένα που κατέγραφε με βάση της φυσικές αλληλεπιδράσεις, υποβάλλοντάς το σε μια σειρά δοκιμών για να το διαπιστώσουν.

Αυτή η μάλλον βάναυση διαδικασία περιελάμβανε το κάψιμο, το τρύπημα και το άνοιγμα του ρομποτικού βραχίονα με ένα νυστέρι.

Συνολικά, οι ερευνητές δήλωσαν ότι συνέλεξαν περισσότερα από 1,7 εκατομμύρια στοιχεία πληροφοριών από τις 860.000 και πλέον αγώγιμες οδούς του δέρματος. Χρησιμοποίησαν δεδομένα που συλλέχθηκαν από αυτές τις δοκιμές για να εκπαιδεύσουν ένα μοντέλο μηχανικής μάθησης το οποίο, εάν ενσωματωθεί σε ένα ρομποτικό σύστημα, θα μπορούσε να του επιτρέψει να αναγνωρίζει διαφορετικούς τύπους αφής.

«Δεν βρισκόμαστε στο επίπεδο όπου το ρομποτικό δέρμα είναι τόσο καλό όσο το ανθρώπινο δέρμα, αλλά πιστεύουμε ότι είναι καλύτερο από οτιδήποτε άλλο υπάρχει αυτή τη στιγμή», δήλωσε σε ανακοίνωσή του ο συν-συγγραφέας της μελέτης Thomas George Thuruthel , λέκτορας ρομποτικής και τεχνητής νοημοσύνης (AI) στο University College London (UCL).

«Η μέθοδός μας είναι ευέλικτη και ευκολότερη στην κατασκευή από τους παραδοσιακούς αισθητήρες και είμαστε σε θέση να τη βαθμονομήσουμε χρησιμοποιώντας ανθρώπινη επαφή για μια σειρά εργασιών».

(photo: pexels)