Η ομάδα αναπτύσσει το πρώτο αυτόνομο ανθρωποειδές ρομπότ με τεχνητό δέρμα ολόκληρου του σώματος 

Μια ομάδα από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου (TUM) ανέπτυξε το πρώτο αυτόνομο ανθρωποειδές ρομπότ με ολόσωμο τεχνητό δέρμα. Κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα σύστημα που συνδύαζε το τεχνητό δέρμα με αλγόριθμους ελέγχου. Αυτή η νέα τεχνολογία θα βοηθήσει τα ρομπότ να γίνουν ικανά να αισθάνονται το σώμα και το περιβάλλον τους, κάτι που θα είναι σημαντικό όταν αναπόφευκτα αρχίσουν να είναι συνηθισμένο μεταξύ των ανθρώπων. 

Εάν ένα ρομπότ είναι σε θέση να περιηγηθεί καλύτερα στο περιβάλλον του μέσω της χρήσης ανίχνευσης, θα είναι πολύ πιο ασφαλές γύρω από τον άνθρωπο. Ένα από τα πράγματα που θα μπορέσουν να κάνουν είναι να αποφύγουν την ανεπιθύμητη επαφή και τα ατυχήματα.

Η ομάδα που ήταν υπεύθυνη για τη νέα τεχνολογία περιελάμβανε τον καθηγητή Gordon Cheng. Το δέρμα που αναπτύχθηκε αποτελείται από εξαγωνικά κύτταρα με διάμετρο περίπου μία ίντσα. Κάθε ένα από τα εξαγωνικά κύτταρα αποτελείται από έναν μικροεπεξεργαστή και αισθητήρες, οι οποίοι βοηθούν στην ανίχνευση της επαφής, της επιτάχυνσης, της εγγύτητας και της θερμοκρασίας. 

Τα πραγματικά κύτταρα του δέρματος δεν είναι νέα. Αναπτύχθηκαν πριν από 10 χρόνια από έναν καθηγητή Γνωστικών Συστημάτων στο TUM, τον Gordon Cheng. Αυτές οι νέες εξελίξεις από την ομάδα στο TUM ξεκλείδωσαν όλες τις δυνατότητες. 

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Πρακτικά του ΙΕΕΕ. 

Το Πρόβλημα της Υπολογιστικής Ικανότητας

Ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα με την ανάπτυξη του τεχνητού δέρματος είναι η υπολογιστική ικανότητα. Επειδή το ανθρώπινο δέρμα έχει περίπου 5 εκατομμύρια υποδοχείς, ήταν μια πρόκληση να αναδημιουργηθεί σε ρομπότ. Η συνεχής επεξεργασία δεδομένων μέσω της χρήσης αισθητήρων μπορεί να υπερφορτώσει τα συστήματα. 

Η ομάδα του TUM αποφάσισε να μην παρακολουθεί συνεχώς το δέρμα. Αντίθετα, εστίασαν σε γεγονότα προκειμένου να μειώσουν την ανάγκη για μαζική προσπάθεια επεξεργασίας έως και 90%. Στο τεχνητό δέρμα που αναπτύχθηκε πρόσφατα, τα μεμονωμένα κύτταρα μεταδίδουν πληροφορίες μόνο όταν υπάρχει αλλαγή στις τιμές. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει μεγάλη εξάρτηση από τους αισθητήρες για την ανίχνευση κάποιου τύπου αίσθησης, που με τη σειρά του θα ξεκινήσει τη διαδικασία. 

Κρίσιμη για την αλληλεπίδραση ανθρώπου-ρομπότ

Αυτή η νέα τεχνική από τον καθηγητή Cheng και την ομάδα του βοηθά στην αύξηση της ασφάλειας των μηχανών. Τώρα είναι οι πρώτοι που εφαρμόζουν τεχνητό δέρμα σε ένα αυτόνομο ρομπότ σε ανθρώπινο μέγεθος που δεν εξαρτάται από εξωτερικούς υπολογισμούς. 

Το ρομπότ που χρησιμοποίησαν για το τεχνητό δέρμα ονομάζεται ρομπότ H-1 και έχει 1,260 κύτταρα και περισσότερους από 13,000 αισθητήρες. Οι αισθητήρες και τα κύτταρα βρίσκονται στο πάνω μέρος του σώματος, τα χέρια, τα πόδια και τα πέλματα των ποδιών. Εξαιτίας αυτού, το ρομπότ μπορεί να αισθανθεί ολόκληρο το σώμα του, από πάνω προς τα κάτω. Το H-1 μπορεί να κινηθεί κατά μήκος ανώμαλων επιφανειών και να ισορροπήσει στο ένα πόδι. 

Το ρομπότ H-1 είναι ικανό να αγκαλιάζει με ασφάλεια έναν άνθρωπο, κάτι που είναι σπουδαίο επίτευγμα. Αυτά τα μηχανήματα έχουν τέτοια δύναμη που μπορεί να είναι εξαιρετικά επικίνδυνα και να τραυματίσουν τον άνθρωπο όταν αλληλεπιδρούν στενά. Το H-1 είναι σε θέση να αισθάνεται πολλά μέρη του σώματός του ταυτόχρονα, έτσι ώστε να μην ασκεί υπερβολική δύναμη ή πίεση. 

«Αυτό μπορεί να μην είναι τόσο σημαντικό σε βιομηχανικές εφαρμογές, αλλά σε τομείς όπως η νοσηλευτική φροντίδα, τα ρομπότ πρέπει να σχεδιάζονται για πολύ στενή επαφή με τους ανθρώπους», εξήγησε ο Gordon Cheng.

Η νέα τεχνολογία είναι πολύ ευέλικτη και μπορεί να λειτουργήσει ακόμα και αν χαθούν μερικά από τα κύτταρα. 

«Το σύστημά μας έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί χωρίς προβλήματα και γρήγορα με όλα τα είδη ρομπότ», λέει ο Gordon Cheng. «Τώρα εργαζόμαστε για να δημιουργήσουμε μικρότερα κύτταρα δέρματος με τη δυνατότητα να παράγονται σε μεγαλύτερους αριθμούς».

Υπάρχουν συνεχείς εξελίξεις στον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης που φέρνουν τους ανθρώπους και τα ρομπότ πιο κοντά, και η νέα τεχνολογία όπως αυτή είναι κρίσιμη για τη διευκόλυνση ενός ασφαλούς περιβάλλοντος όπου μπορούν να λειτουργήσουν και τα δύο.