Másfél év helyett két hétre csökkenhet a tapintásérzékelő robotok fejlesztési ideje

A londoni King’s College kutatói a Cyborg & Bionic Systems folyóiratban ismertették azt az eljárást, amely felgyorsíthatja a biológiai ihletésű, mesterséges tapintással felszerelt robotrendszerek fejlesztését. A módszer célja, hogy a tapintásérzékelő rendszerek tervezési és betanítási idejét a jelenlegi, akár 18 hónapos folyamatról két hétre csökkentse.

Az ilyen robotrendszerekbe sűrű szenzormátrixokat építenek be – ezért képesek érzékelni a nyomást és a felületi mintázatot, ami pontosabb tárgymozgatást tesz lehetővé különféle objektumok esetében, az ipari anyagmozgatástól a következő generációs protézisekig.

A kutatócsoport biológiai példákból indult ki: a macskamancsok és az elefántormány érzékelési jellemzői alapján tervezték meg a mesterséges tapintószenzorokat, amelyek viselkedését digitálisan modellezték a SimTac nevű platform virtuális környezetében. Utóbbi alkalmas arra, hogy különböző szenzorgeometriákat modellezzen, és valós tárgyakból származtatott, szintetikusan előállított adatokkal tanítsa be őket. Ezzel csökken az ismétlődő fizikai prototípusgyártás és kalibrálás igénye.

„Bár ezek a tapintásérzékelő robotok egyértelmű előnyöket kínálnak, a szenzorok tervezése próbálkozásokon és hibákon alapul, a különböző szenzorok kalibrálása pedig időigényes. Egyetlen tapintásérzékelő robotprototípus elkészítése gyakran akár 18 hónapig is eltarthat, és nincs garancia arra, hogy működni fog – ez komoly szűk keresztmetszet az ipari válogatórobotoktól a következő generációs protézisekig” – érvelt a kutatás mellett Dr. Shan Luo docens, a tanulmány szerzője.

A korábbi, szimulációvezérelt módszerek jellemzően sík szenzorfelületekre korlátozódtak. A SimTac ezt a teret bővíti azzal, hogy összetettebb, biológiai ihletésű formák modellezését is lehetővé teszi.

A rendszert összekapcsolták a GenForce nevű AI-modellel is, amelynek célja, hogy utánozza, miként tanulja meg az ember az erőkifejtést tárgyakkal való érintkezés során. A rendszer az erőadatokat kétdimenziós ábrázolás szerint rendezi, így a betanítás során egyetlen szenzor segítségével többféle tapintásérzékelési mód kalibrálását is lehetővé teszi.

Ugyancsak a szimulációs fejlesztés mellett szól, hogy a nagy pontosságú erő- és nyomatékszenzorok darabja akár tízezer angol fontba, vagyis több mint 4,4 millió forintba kerülhet, ráadásul egy teljes méretű tapintásérzékelő prototípus teszteléséhez gyakran több egységre is szükség van. A kutatók a különböző érzékelési megközelítéseket egységes betanítási keretbe integrálják, így csökkenteni tudják a hardverigényt és a betanítás költségeit.

A kutatók közlése szerint a következő lépésben teljes mértékben biológiai ihletésű tapintásérzékelő robotokat építenek majd, a most bemutatott kibővített tervezési és betanítási keretre alapozva.

Gábor János, NEW technology