Ihmisrodun hermoston perustuva e-iho

Uusi keinotekoinen hermosto on kehitetty apulaisprofessori Benjamin Teen ja tutkijoiden toimesta Singaporen kansallisyliopistossa (NUS). Uusi teknologia on luotu Teen ja ryhmän tutkijoiden ja tutkijoiden toimesta NUS:n materiaalitieteiden ja insinööritieteiden tiedekunnasta. Tee ja hänen tiiminsä ovat kehittäneet uutta e-ihoa puolitoista vuotta, ja hän itse on työskennellyt teknologian parissa paljon kauemmin. Hänen tavoitteenaan on ollut luoda teknologia, joka auttaisi roboteja ja proteeseja tuntemaan paremmin.

Uusi järjestelmä on nimeltään Asynchronous Coded Electronic Skin (ACES), ja tutkimus ja kehitys on julkaistu Science Robotics -lehdessä 18. heinäkuuta 2019. Tätä ennen kehitetyt sähköiset ihmiset olivat täynnä johtoja ja alttiita vahingoille.

Uusi e-iho on samanlainen kuin ihmisihon tunto, ja se on ultra-nopea. Se pystyy myös käsittelemään vahinkoja paremmin kuin oikea iho. Tee selitti teknologiaa ja sen etuja.

“Ihmiset käyttävät tuntoa jokapäiväisissä tehtävissä, kuten kahvikupin nostamisessa tai kättelyssä. Ilman sitä menetämme myös tasapainon kävelessä. Samoin robotit tarvitsevat tuntoa vuorovaikutuksessa ihmisten kanssa, mutta nykyiset robotit eivät pysty tuntemaan esineitä hyvin.”

Yliopiston tutkijat käyttivät ihmisen hermostoa mallina. ACES-sähköinen hermosto havaitsee signaaleja samalla tavalla kuin ihmisen hermosto, mutta ACES:llä on verkostoitunut anturien ja yhden sähköjohtimen verkosto. Tämä on erilainen kuin ihmisen ihon hermosolmukkeet. Professori Tee puhui siitä, miksi e-iho on mallinnettu ihmisen tuntohermoston mukaan.

“Ihmisen tuntohermosto on erittäin tehokas, ja se toimii jatkuvasti, niin että usein otamme sen itsestäänselväksi. Se on myös erittäin vahva vahinkojen suhteen. Esimerkiksi tunto ei vaikuta, kun kärsimme haavan. Jos voimme jäljitellä, miten biologinen järjestelmämme toimii ja tehdä siitä vielä paremman, voimme tuoda merkittäviä edistysaskeleita robotiikan alalle, jossa sähköiset ihmiset ovat pääasiallisesti sovellettuja.”

ACES-järjestelmä on nopeampi kuin ihmisen tuntohermosto. Se voi havaita kosketuksia yli 1000 kertaa nopeammin. Se voi myös erottaa fysikaalisen kosketuksen eri anturien välillä. Se tekee tämän alle 60 nanosekunnissa, mikä on nopein sähköisen ihon teknologia. Toinen e-ihojen etu on, että se pystyy kertomaan esineen muodon, kovuuden ja tekstuurin 10 millisekunnissa. Se tekee tämän korkean uskottavuuden ja nopean havaintokyvyn ansiosta. Kuin oikea ihmisihon, uusi e-iho on vahva fysikaalisen vahingon suhteen. Iho, sekä ihmis- että sähköinen, on jatkuvassa vuorovaikutuksessa ulkoisen ympäristön kanssa, mikä aiheuttaa paljon vahinkoa. Koska ACES-järjestelmä käyttää sähköjohtimeen liitettyjä itsenäisiä antureita, ihmiset ovat toimintakykyisiä, kunhan on yhteys anturin ja johtimen välillä.

Tämä uusi teknologian kehitys voidaan soveltaa monilla eri aloilla, kuten tekoälysovelluksissa, kuten proteeseissa ja ihmisen ja koneen välisissä liittymissä. Professori Tee puhui mahdollisuuksista.

“Mittakaava on kriittinen seikka, koska suuria, korkean suorituskyvyn sähköisiä ihoja tarvitaan peittämään robotien ja proteesien suhteellisen suuria pintoja. ACES voidaan helposti yhdistää mihin tahansa anturikerrokseen, esimerkiksi niiden, jotka on suunniteltu havaitsemaan lämpötilaa ja kosteutta, luodakseen korkean suorituskyvyn ACES-käyttöisen sähköisen ihon, jolla on poikkeuksellinen tunto, jota voidaan käyttää laajasti eri tarkoituksiin.”

Tämä teknologia jatkaa kehittymistään, ja se on toinen nopeasti kehittyvä ala, joka tarjoaa upeita mahdollisuuksia. Se on erityisen hyödyllinen robotiikassa, koska siinä sähköisiä ihoja sovelletaan eniten.