Tutkijat ovat kehittäneet psykosensorisen elektronisen ihon teknologian

Professori Jae Eun Jangin johtama tutkijaryhmä DGIST:n (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology) tietoliikenne- ja viestintätekniikan laitoksella on kehittänyt uudenlaisen psykosensorisen elektronisen ihon teknologian. Se pystyy havaitsemaan “piikki” ja “kuuma” kipuvaikutukset ihmisille. Tämä tutkimus voi olla hyödyllistä humanoidirobotiikan kehittämisessä, ja se voi parantaa merkittävästi proteesien alaa, erityisesti potilaiden, jotka käyttävät proteesikäsivarsia.

Nämä kehitysaskeleet seuraavat ihmisten pyrkimystä jäljitellä viisi aistia eri alustoilla. Tämä on auttanut kehittämään laitteita, kuten kameroita ja televisioita, jotka ovat vaikuttaneet suuresti yhteiskuntaan. Nyt tutkijat yrittävät jäljitellä kosketus-, haju- ja makuaisteja. Seuraava jäljittelytekniikka on todennäköisesti kosketusanturit, ja nykyiset kosketustutkijat keskittyvät fyysisten jäljittelytekniikoiden kehittämiseen. Nämä tekniiikat voivat mitata painetta, jota robotti käyttää esineen ottamiseen. Psykosensorisessa kosketustutkimuksessa, jota tutkijaryhmä tekee, tutkijat keskittyvät siihen, miten jäljitellä ihmisen kosketusvaikutelmaa, kuten pehmeää, sileää tai karhea. Psykosensorinen kosketustutkimus on vielä alkuvaiheessa, mutta siinä tehdään suuria edistysaskelia.

Professori Jae Eun Jangin ja tutkijaryhmän kehittämä kosketusanturi pystyy havaitsemaan kipua ja lämpötilaa samalla tavalla kuin ihminen. Tutkimus tehtiin yhteistyössä professori Cheil Moonin ryhmän kanssa aivon ja kognitiivisen tieteen laitoksella, professori Ji-woong Choин ryhmän kanssa tietoliikenne- ja viestintätekniikan laitoksella ja professori Hongsoo Choин ryhmän kanssa robotti-insinöörityön laitoksella.

Nämä ryhmät pystyivät kehittämään teknologian, jossa on yksinkertaisempi anturirakenne, ja se pystyy mitatamaan painetta ja lämpötilaa samanaikaisesti. Se voidaan käyttää monilla eri kosketusjärjestelmissä, riippumatta anturin mittausperiaatteesta.

Tutkijaryhmät keskittyivät voimakkaasti sinkkioksidin nanolankatekniikkaan (ZnO Nano-lanka). Tätä teknologiaa sovellettiin itsevoittavaan kosketusanturiin. Koska se käyttää piezoelektrisyyttä, se ei tarvitse paristoa toimimaan. Tämä johtuu siitä, että piezoelektrinen ilmiö tuottaa sähkösignaaleja paineen havaitsemisen kautta.

Tutkijaryhmä käytti myös lämpötilanturia, jota sovellettiin samanaikaisesti, jotta yksi anturi voisi suorittaa kaksi eri tehtävää. Ryhmä asetti sähködit polyimidi-joustavaan alusta, ja sitten he kasvattivat ZnO-nanolangan. He pystyivät mitatamaan piezoelektrisen ilmiön paineen kautta ja mitatamaan lämpötilan muutosta samanaikaisesti. Tutkijat kehittivät myös signaali prosessointitekniikan, joka käyttää painetasoa, kiihdytettyä aluetta ja lämpötilaa määrittämään ja arvioimaan kivun signaaleja.

Professori Jang tietoliikenne- ja viestintätekniikan laitokselta puhui uudesta teknologiasta.

“Olemme kehittäneet ydinteknologian, joka pystyy tehokkaasti havaitsemaan kipua, joka on välttämätöntä tulevaisuuden kosketusanturien kehittämisessä. Tämä on saavutus, joka on syntynyt nano-insinöörien, sähköinsinöörien, robotti-insinöörien ja aivotieteilijöiden yhteistyönä, ja se tulee olemaan laajasti sovellettavissa elektronisessa ihossa, joka tuntee monia aisteja, sekä uusissa ihmisen ja koneen vuorovaikutuksissa. Jos robotit voivat myös tuntea kipua, tutkimuksemme laajenee edelleen teknologiaksi, joka ohjaa robotien aggressiivista taipumusta, joka on yksi riskeistä tekoälykehityksessä.”

Vaikka tämä teknologia on vielä kehityksen alkuvaiheessa, se voidaan käyttää tulevaisuuden tekoäly- ja humanoidikehityksessä. Se tarjoaa mahdollisuuksia parantaa merkittävästi nykyistä teknologiaa proteesien ja elektronisen ihon alalla. Tämä teknologia on jo lähellä olemista hyvin samanlainen kuin ihmisen osat, joita se yrittää mallintaa.