INTERFEJS

Priredila: I.Jakšić

“Čula” robota

Koža čoveka i “koža” mašine

Pojavio se jedinstveni sistem robotskih senzora koji reaguje hiljadu puta brže od ljudskog čula dodira, što je bez presedana u istoriji razvoja robotike. 

Roboti i protetski uređaji uskoro bi mogli da imaju osetljivije čulo dodira nego kada je reč o ljudskoj koži. Pomoću novog veštačkog nervnog sistema, koji su razvili naučnici sa Nacionalnog univerziteta Singapura (NUS), ova zamisao postaje stvarnost. Novi sistem kože robota poseduje izuzetnu mogućnost brze reakcije kao i otpornost na oštećenja, pa se može upariti sa svakom vrstom senzornog kožnog sloja u efikasnoj funkciji elektronski osetljive kože.
Ova inovacija, za koju su zaslužni docent Bendžamin Ti i njegova ekipa sa Odeljenja Nauke o materijalima i inženjeringu na NUS Fakultetu za inženjering, prvi put je objavljena u prestižnom naučnom magazinu Science Robotics jula 2019. godine.

Zasad roboti nemaju osećaj za...

“Ljudi koriste svoje čulo dodira da bi obavili svakodnevne zadatke, kao što su podizanje šoljice s kafom ili rukovanje. Bez toga, izgubili bismo i osećaj za ravnotežu prilikom hodanja. Slično tome, roboti treba da imaju osećaj za dodir da bi ostvarili bolju interakciju s ljudima. Ipak, današnji roboti zasad nemaju dobar osećaj za objekte”, objasnio je docent Bendžamin Ti, koji radi na tehnologiji elektronski osetljive kože duže od deset godina u nadi da će poboljšati robote i protetske uređaje.
Crpeći inspiraciju od čovekovog senzornog nervnog sistema, ekipa s NUS-a provela je godinu i po dana razvijajući senzorni sistem koji bi davao potencijalno bolje preformanse. ACES elektronski nervni sistem detektuje signale kao čovekov senzorni nervni sistem, njegov sastav čini mreža senzora povezana jedinstvenim elektronskim provodnikom - za razliku od nervnih završetaka u koži čoveka. Elektronski osetljiva koža ima međusobno povezane provodne sisteme koji ih mogu učiniti osetljivim na oštećenja.
Govoreći o inspiraciji, docent Ti, koji sarađuje sa Odeljenjem za elektronski i kompjuterski inženjering na Nacionalnom univerzitetu Singapura, kao i sa Institutom za zdravstvene inovacije i tehnologiju, potom N.1 Institutom za zdravlje i program Hibridnih integrisanih fleksibilnih elektronskih sistema (HiFES), izjavio je da je ljudski senzorni nervni sistem ekstremno efikasan, i da funkcioniše sve vreme do mere koju često uzimamo zdravo za gotovo. Takođe je veoma otporan na oštećenja. Naš osećaj za dodir, na primer, ne biva pogođen kada se, na primer, posečemo. Kada bismo mogli da podražavamo funkcije našeg biološkog sistema i poboljšamo ga, došlo bi do ozbiljnog napretka platforme kod robota i protetskih uređaja.

Svemogući ACES

ACES može da detektuje dodire hiljadu puta brže od ljudskog senzornog nervnog sistema. Na primer, može da razlikuje fizičke kontakte među različitim senzorima za manje od 60 nanosekundi, što je apsolutni rekord, čak i s većim brojem senzora. Kod kožnog sloja, ACES-om je moguće precizno identifikovati oblik, teksturu i čvrstoću predmeta za deset milisekundi, što je deset puta brže od treptaja oka! To je omogućeno visokom pouzdanošću i brzinom hvatanja sistema ACES.
Platforma ACES se može dizajnirati za postizanje visokog stepena otpornosti na fizička oštećenja, što je važno svojstvo elektronski osetljive kože zbog čestog fizičkog kontakta sa okolinom. Za razliku od tekućeg sistema koji povezuje senzore u postojećim elektronski osetljivim “skinovima”, svi senzori u ACES-u mogu se povezati sa zajedničkim električnim provodnikom, gde svaki senzor radi nezavisno od drugog. To omogućava elektronski osetljivoj koži da funkcioniše dokle god postoji konekcija između senzora i provodnika, što je čini otpornijom na fizička oštećenja. Jednostavni sistem ozvučenja i neverovatna brzina reakcije su ključne karakteristike koje će olakšati ekspanziju inteligentnih elektronski osetljivih skinova za robote, protetičke uređaje i, uopšte, interfejs čoveka i mašina.

Docent Ti je objasnio da je od ključne važnosti razmotriti skalabilnost pošto se od većih komada elektronski osetljive kože visokih performansi zahteva da pokriju relativno velike površine robota i protetičkih uređaja. ACES se s lakoćom može upariti s bilo kojom vrstom senzornih kožnih slojeva; na primer, onih dizajniranih za detekciju spoljašnje temperature i vlažnosti, kako bi se došlo do elektronski osetljve kože sa izuzetnim osećajem za dodir, koja se može koristiti u različite svrhe i čiji je spektar zaista širok. 
Druge potencijalne primene obuhvataju razvoj inteligentnijih robota, koji mogu da obavljaju zadatke popravki posle katastrofa ili da preuzmu svakodnevne radove kao što je pakovanje predmeta u skladištima. NUS-tim stoga pokušava da dalje primeni platformu ACES na naprednoj verziji robota i protetičkih uređaja u sledećoj fazi svog istraživanja.

Priredila: I.Jakšić

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"