Chinezii au inventat o piele cu care roboții umanoizi simt durerea (VIDEO)

China a dezvoltat o piele electronică neuromorfică cu care roboții umanoizi vor avea capacitatea să simtă durerea.

Această tehnologie reprezintă un pas major în crearea unor roboți mai realiști și mai sensibili la mediu.

Roboții umanoizi vor avea piele cu care vor putea simți durerea

Cuprul se pregătește de cel mai bun an de după 2009

19:52

Primul sistem de stocare a datelor pe ADN, lansat de americani

16:49

Cercetătorii din China au dezvoltat o piele electronică neuromorfică pentru roboți umanoizi. Aceasta le permite să simtă atingerea, să perceapă durerea, să detecteze leziuni și să reacționeze rapid la contactul nociv. Roboții vor putea face asta prin mișcări similare reflexelor, inspirate de sistemul nervos uman, relatează Interesting Engineering.

Această inovație abordează o limitare de lungă durată în domeniul roboticii. Noi, oamenii, când atingem ceva periculos, foarte fierbinte sau ascuțit, nervii senzoriali transmit semnale direct la măduva spinării. Astfel, se declanșează retragerea aproape instantanee înainte ca creierul să proceseze complet durerea. Acest răspuns reflex ajută la prevenirea unor leziuni grave.

Roboții umanoizi se bazează în general pe procesare centralizată. Datele de la senzori trebuie transmise către o unitate centrală, analizate și transformate în comenzi motorii. Chiar și întârzierile mici în acest proces pot duce la deteriorări. Și asta, mai ales pe măsură ce roboții operează din ce în ce mai mult în apropierea oamenilor.

Pe măsură ce roboții ies din mediile industriale controlate și intră în case, spitale sau spații publice, aceștia  au nevoie de metode mai instinctive de a interacționa cu mediul. Noua piele electronică neuromorfică dezvoltată de chinezi le oferă această capacitate.

Mai mult decât simpla atingere

Majoritatea pieilor robotice de acum funcționează doar ca senzori de presiune. Ele detectează contactul, dar nu pot evalua cât de periculos este acesta. În schimb, pielea electronică neuromorfică, numită NRE-skin, imită modul în care pielea biologică procesează informațiile senzoriale. Ea folosește o arhitectură ierarhică inspirată de neuroni, care transformă semnalele tactile în pulsații electrice similare celor transmise de nervii umani.

NRE-skin are patru straturi. Stratul exterior are rolul de protecție, la fel ca epiderma umană. Sub acesta se află senzori și circuite care funcționează ca nervii senzoriali, monitorizând constant presiunea, forța și integritatea structurală.

Chiar și când nu este atinsă, pielea trimite periodic pulsații electrice către procesorul central, semnalând că sistemul funcționează normal. Dacă pielea este tăiată sau deteriorată, semnalele se opresc, permițând robotului să detecteze leziunea și să-i localizeze poziția.

Reflexe fără gândire

La contact, pielea generează impulsuri electrice, care codifică informații despre presiunea aplicată. În condiții normale, aceste semnale sunt trimise la procesorul central pentru interpretare.

Când forța depășește un prag prestabilit, indicând durere sau deteriorare, sistemul reacționează diferit. Un semnal de înaltă tensiune este trimis direct motoarelor robotului, ocolind procesorul central și declanșând un reflex imediat, cum ar fi retragerea brațului.

„Pielea noastră electronică neuromorfică are o arhitectură ierarhică, inspirată de neuroni, care permite detectarea tactilă de mare rezoluție, identificarea activă a durerii și leziunilor cu reflexe locale și reparare modulară rapidă. Acest design îmbunătățește semnificativ atingerea robotică, siguranța și interacțiunea intuitivă om-robot pentru roboții de serviciu empatici”, au precizat cercetătorii chinezi.

Întreținere rapidă și modulară

Pielea NRE este concepută pentru a fi ușor de întreținut. Este formată din module magnetice care pot fi detașate și înlocuite rapid, permițând repararea zonelor deteriorate în câteva secunde, fără service extins.

Echipa de cercetare lucrează acum la îmbunătățirea sensibilității sistemului, astfel încât să poată procesa mai multe puncte de contact simultan. Este o cerință esențială pentru roboții care operează în medii complexe și imprevizibile, conform publicației Proceedings of the National Academy of Sciences.