O echipa de cercetatori de la Universitatea din Cambridge si University College London (UCL) a dezvoltat un tip revolutionar de piele artificiala care ar putea transforma modul în care robotii interactioneaza cu lumea înconjuratoare.
Inspirata de pielea umana, aceasta „piele” robotica este capabila sa simta presiunea, temperatura si chiar durerea, folosind un material flexibil, ieftin si usor de produs.
Ea aduce robotii cu un pas mai aproape de senzitivitatea noastra, desi nu poseda complexitatea fragila a senzorilor organismului uman. Inovatia ar putea revolutiona domenii precum medicina, industria auto sau interventiile în situatii de urgenta.
Cum functioneaza noul material?
Spre deosebire de alte sisteme robotice care folosesc un mozaic de senzori diferiti pentru fiecare tip de stimul, noul material creat de cercetatori functioneaza ca un senzor complet, acoperind întreaga suprafata a mâinii robotice. Acest lucru permite recunoasterea simultana a mai multor puncte de contact, a tipurilor diferite de atingere si a stimulilor termici sau durerosi, fara a fi necesare componente multiple.
Pielea este realizata dintr-un gel flexibil si conductor, derivat din gelatina, care poate fi topit si turnat în forme complexe, inclusiv cea a unei mâini umane. Aceasta versatilitate o face potrivita pentru o gama larga de aplicatii, de la proteze inteligente la roboti de salvare sau chiar sisteme automatizate din industria auto. Important este faptul ca întregul material devine un organ senzorial integrat – o trasatura rara în tehnologia actuala. Performantele acestei pieli artificiale sunt impresionante: ea poate procesa informatii din peste 860.000 de micro-canale interne, identificând diferente între atingeri fine, presiuni puternice, taieturi, întepaturi sau suprafete calde si reci.
Cercetatorii au efectuat teste riguroase – de la aplicarea de presiuni cu degete umane si mecanice, pâna la sectionarea materialului cu un bisturiu. Fiecare interactiune a generat date valoroase, care au fost ulterior folosite pentru antrenarea unui model de inteligenta artificiala. Acesta permite pielii robotice sa „învete” sa recunoasca diferitele tipuri de contact si sa reactioneze în consecinta.
Unul dintre avantajele majore ale acestei tehnologii este principiul de „senzitivitate multimodala”.
În loc sa fie nevoie de mai multi senzori pentru fiecare tip de stimul (presiune, temperatura, durere), materialul raspunde diferit la fiecare dintre acesti stimuli externi si transmite semnale diverse, în functie de natura contactului.
Desi acest lucru complica procesul de interpretare, el simplifica foarte mult fabricarea si creste durabilitatea sistemului.
De asemenea, pielea robotica este remarcabil de eficienta în colectarea de date. Prin intermediul a doar 32 de electrozi plasati la încheietura mâinii, cercetatorii au putut colecta peste 1,7 milioane de informatii, datorita complexitatii interne a materialului conductor.
Aceasta densitate de date ofera sistemului o capacitate avansata de interpretare, ceea ce îi permite sa diferentieze, de exemplu, între o atingere prietenoasa si o forta periculoasa.
Robotii sensibili ai viitorului
Un alt aspect notabil al cercetarii este orientarea catre aplicabilitate reala. Desi sensibilitatea noii pieli nu se ridica înca la nivelul celei umane, specialistii sustin ca ea depaseste toate celelalte solutii existente în acest moment.
Materialul este durabil, flexibil si semnificativ mai usor de construit decât alternativele traditionale, bazate pe senzori individuali. În plus, calibrarile pot fi realizate cu ajutorul atingerii umane, ceea ce face tehnologia usor adaptabila pentru diverse sarcini.
Cercetatorii îsi propun sa continue îmbunatatirea durabilitatii pielii electronice si sa o testeze în contexte reale, cu aplicatii concrete în robotica si inginerie biomedicala. În viitor, astfel de sisteme ar putea permite robotilor sa interactioneze cu mediul si cu oamenii într-un mod mai sigur si mai empatic, indiferent ca este vorba despre un brat protetic pentru o persoana cu dizabilitati sau despre un robot de interventie într-o zona afectata de calamitati naturale.
Studiul a fost publicat în prestigioasa revista Science Robotics si a beneficiat de sprijin din partea unor institutii de renume, printre care Programul Global de Cercetare Samsung, Royal Society si Consiliul pentru Cercetare în Inginerie si Stiinte Fizice (EPSRC).
Desfasurata de o echipa condusa de dr. David Hardman si dr. Thomas George Thuruthel, sub coordonarea profesorului Fumiya Iida, activitatea care a dus la aceasta inovatie reprezinta nu doar un progres tehnologic, ci si un pas important spre dezvoltarea unor roboti mai „umani”, capabili sa perceapa lumea cu un simt al atingerii apropiat de cel al oamenilor.
Daca viitorul roboticii va însemna empatie, siguranta si cooperare, aceasta piele inteligenta s-ar putea dovedi a fi unul dintre elementele esentiale care vor face acel viitor posibil.
GABRIEL TUDOR
Comentarii