Robotik
Wissenschaftler haben eine psychosensorische elektronische Hauttechnologie entwickelt
Eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Jae Eun Jang im Abteilung für Informations- und Kommunikationstechnik am DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology) haben eine neue Art psychosensorischer elektronischer Hauttechnologie entwickelt. Es ist in der Lage, „stechende“ und „heiße“ Schmerzempfindungen wie beim Menschen zu erkennen. Diese Forschung könnte bei der Entwicklung humanoider Roboter zum Einsatz kommen und den Bereich der Prothetik erheblich verbessern, insbesondere für Patienten, die Handprothesen verwenden.
Diese Entwicklungen folgen einem Trend, bei dem Menschen versuchen, die fünf Sinne auf bestimmten Plattformen nachzubilden. Dies hat zur Entwicklung von Geräten wie Kameras und Fernsehern geführt, die einen enormen Einfluss auf die Gesellschaft hatten. Derzeit versuchen Wissenschaftler immer noch, den Tast-, Geruchs- und Gaumensinn nachzuahmen. Die nächste mimetische Technologie wird wahrscheinlich die Tastsensorik sein, und die aktuellen taktilen Forscher konzentrieren sich auf physikalische mimetische Technologien. Diese können den Druck messen, mit dem ein Roboter einen Gegenstand greift. Bei der psychosensorischen taktilen Forschung, wie sie das Team durchführt, konzentrieren sich die Forscher darauf, wie man menschliche taktile Gefühle wie weich, glatt oder rau nachahmen kann. Psychosensorische Tastforschung steckt noch in den Kinderschuhen, aber es sind große Entwicklungen im Gange.
Der von Professor Jae Eun Jang und seinem Team entwickelte taktile Sensor kann Schmerzen und Temperatur ähnlich wie ein Mensch erfassen. Die Forschung wurde zusammen mit dem Team von Professor Cheil Moon im durchgeführt Abteilung für Gehirn- und Kognitionswissenschaft, das Team von Professor Ji-woong Choi in der Abteilung für Informations- und Kommunikationstechnik, und das Team von Professor Hongsoo Choi in der Abteilung für Robotiktechnik.
Diese Teams konnten die Technologie so weiterentwickeln, dass sie eine einfachere Sensorstruktur aufweist und gleichzeitig Druck und Temperatur messen kann. Es kann unabhängig vom Messprinzip des Sensors auf einer Vielzahl unterschiedlicher taktiler Systeme eingesetzt werden.
Die Forscherteams konzentrierten sich stark auf Zinkoxid Nanodraht (ZnO-Nanodraht)-Technologie. Diese Technologie wurde als eigenständiger taktiler Sensor eingesetzt. Da es piezoelektrisch arbeitet, ist für den Betrieb keine Batterie erforderlich. Dies liegt daran, dass der piezoelektrische Effekt durch die Druckerkennung elektrische Signale erzeugt.
Das Team verwendete außerdem einen gleichzeitig angebrachten Temperatursensor, sodass ein Sensor zwei verschiedene Aufgaben übernehmen konnte. Das Team ordnete Elektroden auf einem flexiblen Polyimidsubstrat an und züchtete dann den ZnO-Nanodraht. Anschließend konnten sie den piezoelektrischen Effekt durch Druck messen und gleichzeitig die Temperaturänderung messen. Den Forschern gelang es außerdem, eine Signalverarbeitungstechnik zu entwickeln, die das Druckniveau, den stimulierten Bereich und die Temperatur nutzt, um die Entstehung von Schmerzsignalen zu bestimmen und zu beurteilen.
Professor Jang vom Fachbereich Informations- und Kommunikationstechnik sprach über die neue Technologie.
„Wir haben eine zentrale Basistechnologie entwickelt, die Schmerzen effektiv erkennen kann, was für die Entwicklung zukünftiger taktiler Sensoren erforderlich ist. Als Errungenschaft der Konvergenzforschung von Experten aus den Bereichen Nanotechnik, Elektrotechnik, Robotertechnik und Hirnwissenschaften wird es in großem Umfang auf elektronische Haut angewendet, die verschiedene Sinne wahrnimmt, sowie auf neue Mensch-Maschine-Interaktionen. Wenn Roboter auch Schmerzen empfinden können, wird unsere Forschung weiter auf Technologien zur Kontrolle der aggressiven Tendenz von Robotern ausgeweitet, die einen der Risikofaktoren der KI-Entwicklung darstellt.“
Obwohl sich diese Technologie noch im Anfangsstadium der Entwicklung befindet, kann sie in der zukünftigen KI- und Humanoidenentwicklung eingesetzt werden. Es birgt die Möglichkeit, die aktuelle Technologie in den Bereichen Prothetik und elektronische Haut erheblich zu verbessern. Diese Technologie nähert sich immer mehr den menschlichen Teilen an, die sie zu modellieren versuchen.
