ساخت شبیه ترین پوست رباتیک به پوست انسان
به گزارش ساخت اپل آی دی، یک پوست رباتیک نورومورفیک جدید، روبات های انسان نما را قادر می سازد تا درد را حس کنند، صدمه را تشخیص دهند و واکنش های سریع نشان دهند.
به گزارش ساخت اپل آی دی به نقل از ایسنا، پژوهشگران در چین یک پوست الکترونیکی رباتیک نورومورفیک ساخته اند که به روبات های انسان نما اجازه می دهد تا لمس را حس کنند، صدمه را تشخیص دهند و با حرکات سریع و رفلکس مانند الهام گرفته از سیستم عصبی انسان به تماسهای مضر پاسخ دهند.
به نقل از آی ای، این توسعه، یک محدودیت دیرینه در رباتیک را مرتفع می کند. هنگامی که انسان چیزی داغ یا تیز و خطرناک را لمس می کند، اعصاب حسی، سیگنال هایی را مستقیماً به نخاع ارسال می کنند و پیش از این که مغز به صورت کامل درد را پردازش کند، سبب عقب نشینی حدودا آنی می شوند. این پاسخِ واکنشی یا رفلکسی به پیشگیری از صدمه جدی کمک می نماید.
با این وجود، روبات های انسان نما به طور معمول به پردازش متمرکز متکی هستند. داده های سنسور باید به یک واحد پردازش مرکزی منتقل شوند، تحلیل و بررسی شوند و سپس به دستورات حرکتی تبدیل شوند.
حتی تأخیرهای کوچک در این فرایند می تواند منجر به صدمه شود، بخصوص که روبات ها به صورت درحال افزایشی پیرامون انسان ها فعالیت می نمایند.
با خروج روبات ها از محیط های صنعتی کنترل شده و ورود تدریجی آنها به خانه ها، بیمارستان ها و فضاهای عمومی، پژوهشگران باور دارند که آنها به شیوه های غریزی تری برای تعامل با محیط خود احتیاج دارند.
این پوست الکترونیکی رباتیک نورومورفیک که بتازگی توسعه یافته است، بگونه ای طراحی شده که به آنها این توانایی را بدهد.
چیزی فراتر از لمس ساده
اغلب پوست های رباتیک موجود بعنوان سنسورهای فشار عمل می کنند و تماس را بدون درک شدت آن تشخیص می دهند. آنها می توانند تشخیص دهند که چیزی روبات را لمس کرده است، اما نمی توانند تعیین کنند که آیا این تعامل بالقوه مضر است یا خیر.
پوست الکترونیکی رباتیک نورومورفیک یا پوست NRE، با تقلید از نحوه پردازش اطلاعات حسی توسط پوست بیولوژیکی، فراتر می رود.
این پوست از یک معماری سلسله مراتبی و الهام گرفته از عصب بهره می گیرد که ورودی های لمسی را به قطارهای پالس الکتریکی مشابه با سیگنال های منتقل شده توسط اعصاب انسان تبدیل میکند.
این پوست از چهار لایه تولید شده است. بیرونی ترین لایه بعنوان یک سطح محافظ مشابه اپیدرم انسان عمل می کند و در زیر آن حسگرها و مدارهایی وجود دارند که مانند اعصاب حسی رفتار می کنند و دائماً فشار، نیرو و یکپارچگی ساختاری را کنترل می کنند.
حتی وقتی پوست لمس نمی گردد، پالس های الکتریکی دوره ای را به پردازنده مرکزی روبات ارسال می کند و نشان داده است که سیستم به صورت عادی کار می کند.
اگر پوست بریده شود یا صدمه ببیند، این پالس ها متوقف می شوند و به روبات اجازه می دهند صدمه را تشخیص دهد و محل آنرا شناسایی کند.
رفلکس های بدون فکر
هنگامی که تماس رخ می دهد، پوست، جرقه های الکتریکی به وجود می آورد که اطلاعات در ارتباط با فشار اعمال شده را رمزگذاری می کنند. در وضعیت عادی، این سیگنال ها برای تفسیر به پردازنده مرکزی هدایت می شوند.
با این وجود، هنگامی که نیرو از آستانه از پیش تعیین شده که نشان دهنده درد یا صدمه احتمالی است، فراتر می رود، سیستم پاسخ متفاوتی می دهد. یک سیگنال ولتاژ بالا مستقیماً به موتورهای روبات ارسال می شود، پردازنده مرکزی را دور می زند و یک رفلکس فوری مانند کشیدن بازو و دست را به وجود می آورد.
پژوهشگران می گویند: پوست الکترونیکی رباتیک نورومورفیک ما دارای معماری سلسله مراتبی و الهام گرفته از عصب است که امکان سنجش لمسی با وضوح بالا، تشخیص فعال درد و صدمه با رفلکس های موضعی و ترمیم سریع ماژولار را فراهم می آورد. این طراحی به صورت قابل توجهی لمس رباتیک، ایمنی و تعامل بصری انسان و روبات را برای روبات های خدماتی همدل بهبود می بخشد.
این پوست همینطور برای تعویض سریع طراحی شده است. این پوست از تکه های مغناطیسی و ماژولار تشکیل شده است که می توانند به سرعت جدا و جایگزین شوند و به بخش های صدمه دیده اجازه می دهند تا در عرض چند ثانیه تعمیر شوند و دیگر احتیاجی به تعمیرات گسترده و وقت گیر نباشد.
بر اساس گزارش مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم چین، این تیم تحقیقاتی حالا در تلاش است تا حساسیت این سیستم را بهبود بخشد تا بتواند چندین نقطه لمسی همزمان را به صورت دقیق پردازش کند که یک نیاز کلیدی برای روبات هایی است که در محیط های پیچیده و غیر قابل پیش بینی انسانی فعالیت می نمایند.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب