チームが初の完全な人型ロボットに全身の人工皮膚を開発

ミュンヘン工科大学（TUM）のチームが、初の完全な自律人型ロボットに全身の人工皮膚を開発しました。彼らは人工皮膚と制御アルゴリズムを組み合わせるシステムを作成することができました。この新しい技術により、ロボットは自分の体と環境を感知する能力を身につけることができ、人間の間で普及するにつれて重要な役割を果たすことになります。

ロボットが感知を使用して環境をよりよくナビゲートできる場合、人間の周りでより安全になります。彼らができることの1つは、意図しない接触や事故を避けることです。

新しい技術を開発したチームには、ゴードン・チェン教授が含まれていました。開発された皮膚は、直径約1インチの六角形の細胞で構成されています。各六角形の細胞には、マイクロプロセッサとセンサーが含まれており、接触、加速度、近接、温度を検出します。

実際の皮膚細胞は新しいものではありません。10年前に、TUMの認知システム教授であるゴードン・チェンによって開発されました。TUMのチームによるこれらの新しい開発により、皮膚細胞の全潜在能力が解放されました。

この研究は、Proceedings of the IEEE誌に掲載されました。

計算能力の問題

人工皮膚の開発における大きな問題の1つは、計算能力です。人間の皮膚には約500万の受容体があるため、ロボットでそれを再現することは課題でした。センサーを使用したデータの常時処理により、システムが過負荷になる可能性があります。

TUMのチームは、皮膚を常に監視するのではなく、イベントに焦点を当てることにしました。そうすることで、90%まで処理努力の必要性を削減することができました。新しく開発された人工皮膚では、個々の細胞は値の変更がある場合にのみ情報を送信します。つまり、センサーが何らかの感覚を検出してプロセスを開始するまで、センサーに大きく依存することになります。

人間とロボットの相互作用に不可欠

チェン教授と彼のチームによるこの新しい技術は、機械の安全性を高めるのに役立ちます。彼らは、外部計算に依存しない人間サイズの自律ロボットに人工皮膚を適用した最初の人物です。

人工皮膚を使用したロボットはH-1ロボットと呼ばれ、1260個の細胞と13000を超えるセンサーを備えています。センサーと細胞は、上半身、腕、足、足の底に配置されています。したがって、ロボットは体の全体、上から下までを感知することができます。H-1ロボットは、不均一な表面を移動し、1本の足でバランスを保つことができます。

H-1ロボットは、人間を安全に抱擁することができます。これは大きな成果です。これらのマシンは非常に強力で、人間と密接に接触するときに人間に危険をもたらし、けがをさせる可能性があります。H-1ロボットは、体の複数の部分を同時に感知できるため、過度の力や圧力を加えないようにします。

「これは工業用途では重要ではないかもしれませんが、看護ケアなどの分野では、ロボットは人間との非常に密接な接触に設計される必要があります」とゴードン・チェンは説明しています。

新しい技術は非常に多様で、細胞の一部が失われても機能し続けることができます。

「私たちのシステムは、すべての種類のロボットでトラブルフリーで迅速に動作するように設計されています」とゴードン・チェンは述べています。 「今、私たちはより小さな皮膚細胞を作成し、より大量に生産できる可能性を研究しています」

AI分野では、人間とロボットをより近くにbrachtする継続的な開発があり、新しい技術は、両者が安全に動作できる環境を促進する上で非常に重要です。