Érintést és fájdalmat is érez az új e-bőr – humanoid robotok reflexeit javíthatja

Kínai kutatók fejlesztettek ki egy neuromorf e-bőrt, amely lehetővé teszi a humanoid robotok számára az érintés érzékelését, a sérülések felismerését és a káros behatásokra adott gyors, reflexszerű reakciókat. A megoldás az emberi idegrendszer működését veszi alapul, és a jelenlegi robotikai rendszerek ismert korlátjaira reagál.

Amikor az ember veszélyesen forró vagy éles tárgyhoz ér, az érzőidegek közvetlenül a gerincvelőhöz továbbítják a jeleket. Ez a folyamat szinte azonnali reakciót vált ki, még azelőtt, hogy az agy teljes mértékben feldolgozná a fájdalmat, így képesek vagyunk megelőzni a súlyos sérüléseket. A humanoid robotok ezzel szemben jellemzően centralizált feldolgozásra támaszkodnak.

Az érzékelők adatai egy központi feldolgozóegységhez kerülnek, ami elemzi, majd mozgásparancsokká alakítja őket. És ez még mindig túl lassú folyamat.

Ahogy a robotok kilépnek az ellenőrzött ipari környezetekből, és megjelennek az otthonokban, kórházakban és köztereken, a kutatók szerint ösztönösebb, gyorsabb reakciókra van szükségük a környezetükkel való biztonságos együttműködéshez. Az új neuromorf robotikai e-bőr éppen ezt a célt szolgálja.

Az új e-bőr többre képes egyszerű érintésérzékelésnél

A legtöbb jelenlegi elektronikus bőr nyomásérzékelőként működik: érzékelik az érintést, de nem tudják megállapítani a súlyosságát. Jelzik, ha kapcsolat jött létre a robottal, de nem képesek megkülönböztetni az ártalmatlan és a veszélyes behatásokat.

A neuromorf robotikai e-bőr, röviden NRE-bőr ennél összetettebb működést valósít meg – mutatnak rá a Hong Kong-i Városi Egyetem tudósai. Utánozza azt, ahogyan a biológiai bőr feldolgozza az érzékszervi információkat. Hierarchikus, idegi mintázatot követő felépítést használ, amely a tapintási ingereket elektromos impulzussorozatokká alakítja, hasonlóan az emberi idegek által továbbított jelekhez.

A rendszer akkor is küld időszakos elektromos impulzusokat a robot központi feldolgozóegységének, amikor semmilyen érintés nem történik. Ezek a jelek azt mutatják, hogy a rendszer megfelelően működik, így ha az e-bőr megsérül vagy vágás keletkezik rajta, az impulzusok megszűnnek, a robot pedig felismeri a sérülést, és meg tudja határozni annak helyét.

„Az NRE-bőr hierarchikus, idegi mintázatot követő felépítéssel rendelkezik, amely nagy felbontású tapintásérzékelést, helyi reflexeken alapuló aktív fájdalom- és sérülésészlelést, valamint moduláris, gyors javíthatóságot tesz lehetővé” – írják tanulmányukban a kutatók.

A fejlesztők a karbantartásra is hangsúlyt fektettek. A robotbőr mágneses, moduláris elemei gyorsan leválaszthatók és cserélhetők. A sérült részeket így másodpercek alatt ki lehet javítani, anélkül, hogy hosszas szervizelésre lenne szükség.

Gábor János, NEW technology