Možda zvuči pomalo uznemirujuće i možda više slično distopijskom naučno-fantastičnom trileru, ali naučnici razvijaju veštačku kožu i tim čine robote da osećaju bol.
Roboti bi uskoro mogli da osete bol zahvaljujući razvoju nove elektronske kože koja može da oponaša neprijatne senzacije.
Naučnici koji stoje iza pronalaska kažu da je mehanička ruka opremljena pametnom kožom pokazala izuzetnu sposobnost da nauči da reaguje na spoljašnje stimuluse kao što je ubod u dlan.
Koristi novu vrstu sistema za obradu zasnovanu na „sinaptičkim tranzistorima, koji oponašaju neuronske puteve mozga kako bi naučili“ da osećaju bol.
Stručnjaci decenijama rade na stvaranju veštačke kože osetljive na dodir, sa jednom široko istraženom metodom koja sadrži niz kontaktnih senzora na površini elektronske kože kako bi joj se omogućilo da detektuje kada dođe u kontakt sa predmetom.
Ali ovi senzori obično proizvode veliku količinu podataka za koje je potrebno vreme da ih računar pravilno obradi i na njih reaguje, uzrokujući kašnjenja koja bi smanjila potencijalnu efikasnost kože u zadacima u stvarnom svetu.
Tim inženjera sa Univerziteta u Glazgovu je sada smislio novi prototip ‘e-kože’ za koji veruju da predstavlja veliki napredak u oblasti robotike osetljive na dodir.
Oni su crpili inspiraciju iz toga kako ljudski periferni nervni sistem tumači signale sa kože kako bi eliminisao kašnjenja i potrošnju energije prethodnih koncepata.
Čim ljudska koža primi input, periferni nervni sistem počinje da ga obrađuje na mestu kontakta, svodeći ga samo na vitalne informacije pre nego što se pošalje u mozak.
To smanjenje senzornih podataka omogućava efikasno korišćenje komunikacionih kanala potrebnih za slanje podataka u mozak, koji zatim reaguje skoro odmah da bi telo reagovalo na odgovarajući način.
Da bi napravili elektronsku kožu sposobnu za računarski efikasan odgovor nalik sinapsi, istraživači su odštampali mrežu od 168 sinaptičkih tranzistora napravljenih od nanožica cink-oksida direktno na površinu fleksibilne plastične površine.
Zatim su povezali sinaptički tranzistor sa senzorom kože preko dlana robotske ruke u obliku čoveka.
Senzor registruje promenu svog električnog otpora kada se dodirne, sa laganim dodirom koji odgovara maloj promeni i tvrđim dodirom koji stvara veću promenu.
Naučnici su rekli da je ovaj unos dizajniran da oponaša način na koji senzorni neuroni funkcionišu u ljudskom telu.
U ranijim prototipovima elektronske kože, ti ulazni podaci bi se slali na računar da bi se obradili, gde bi često dolazilo do kašnjenja.
Ali u ovom dizajnu, kolo ugrađeno u kožu deluje kao veštačka sinapsa, smanjujući ulaz u jednostavan šiljak i ubrzavajući proces reakcije.
Tim je koristio različiti izlaz tog napona da nauči kožu odgovarajućim odgovorima na simulirani bol, što bi pokrenulo robotsku ruku da reaguje.
Postavljanjem praga ulaznog napona da izazove reakciju, istraživači su otkrili da bi mogli da nateraju robotsku ruku da se povuče od oštrog uboda u centru svog dlana.
Drugim rečima, naučilo je da se udalji od ovog izvora simulirane nelagode kroz proces obrade informacija na brodu koji oponaša kako funkcioniše ljudski nervni sistem.
Razvoj elektronske kože je najnoviji napredak u fleksibilnim, rastegljivim štampanim površinama Grupe Bendable Electronics and Sensing Technologies (BEST) Univerziteta u Glazgovu, koju vodi profesor Ravinder Dahia.
Svi mi rano u životu učimo da na odgovarajući način reagujemo na neočekivane stimuluse poput bola kako bismo sprečili da se ponovo povredimo – rekao je on.
Naravno, razvoj ovog novog oblika elektronske kože zapravo nije uključivao nanošenje bola kakvog poznajemo, to je jednostavno skraćeni način da se objasni proces učenja od spoljašnjih stimulansa.
Ono što smo uspeli da kreiramo kroz ovaj proces je elektronska koža sposobna za distribuirano učenje na hardverskom nivou, koja ne mora da šalje poruke napred i nazad do centralnog procesora pre nego što preduzme akciju.
Umesto toga, on uveliko ubrzava proces reagovanja na dodir tako što smanjuje količinu potrebnog izračunavanja.
Verujemo da je ovo pravi korak napred u našem radu ka stvaranju velike neuromorfne štampane elektronske kože sposobne da na odgovarajući način reaguje na stimuluse.
Fengjuan Liu, član BEST grupe i koautor rada, dodao je:
U budućnosti bi ovo istraživanje moglo biti osnova za napredniju elektronsku kožu koja omogućava robotima da istražuju i komuniciraju sa svetom u novim načinima, ili izgradnja protetskih udova koji su sposobni za nivoe osetljivosti na dodir skoro ljudske.
https://m.youtube.com/watch?v=w3uiE1uYIcE
Pratite nas na društvenim mrežama Fejsbuk, Telegram i Tviter