인간 감각 신경계에 기반한 전자 가죽

신규 인공 신경계가 싱가포르 국립 대학(NUS)의 벤자민 티(Benjamin Tee) 조교수와 연구원들에 의해 개발되었습니다. 새로운 기술은 티와 연구원들 및 과학자들에 의해 개발되었으며, NUS 공과대학 재료 과학 및 공학부에서 일했습니다. 티와 그의 팀은 1년 반 동안 새로운 전자 가죽을 개발해 왔으며, 그는 이 기술을 개발하기 위해 오랜 시간을 보냈습니다. 그의 목표는 로봇과義肢가 더 나은 감각을 갖도록 하는 기술을 개발하는 것이었습니다.

새로운 시스템은 비동기 코드 전자 가죽(ACES)라고 불리며, 연구 및 개발은 2019년 7월 18일 로봇 공학에 발표되었습니다. 이 개발 이전에, 전자 가죽은 많은 와이어가 있었고 손상되기 쉽습니다.

새로운 전자 가죽은 인간의 피부와 같은 감각을 가지고 있으며, 매우 높은 반응성을 가지고 있습니다. 또한 실제 피부보다 더 잘 손상에 대처할 수 있습니다. 티는 이 기술을 설명하며, 어떤면에서 실제 피부보다 더 우수하다고 말했습니다.

“인간은 일상적인 모든 작업을 수행하기 위해 감각을 사용합니다. 예를 들어, 커피를 마시거나 악수를 하기 위해 감각을 사용합니다. 감각이 없으면, 걷는 동안 균형 감각을 잃을 것입니다. 마찬가지로, 로봇도 인간과 더 잘 상호 작용하기 위해 감각이 필요하지만, 현재 로봇은 아직 물체를 잘 감지하지 못합니다.”

대학의 연구원들은 인간 감각 신경계를 모델로 사용했습니다. ACES 전자 신경계는 인간 신경계와 유사한 신호를 감지하지만, ACES에는 센서 네트워크와 단일 전기 전도체가 있습니다. 이것은 인간 피부의 신경 그룹과는 다릅니다. 티 교수는 전자 가죽이 인간 감각 신경계를 모델로 한 이유에 대해 말했습니다.

“인간 감각 신경계는 매우 효율적이며, 항상 작동하여 우리가 종종 그것을 당연하게 생각합니다. 또한 손상에 매우 강합니다. 예를 들어, 우리의 감각은 우리가 상처를 입었을 때 영향을 받지 않습니다. 만약 우리가 생물학적 시스템이 작동하는 방식을 모방하고 그것을 더 좋게 만들 수 있다면, 전자 가죽이 주로 적용되는 로봇 분야에서 엄청난 발전을 이룰 수 있습니다.”

ACES 시스템은 인간 감각 신경계보다 빠릅니다.それは 1,000배 이상 빠르게 감지할 수 있습니다. 또한 물리적 접촉 사이의 차이를 구별할 수 있습니다. 그것은 60나노초 이내에 할 수 있습니다. 전자 가죽의 또 다른 장점은 물체의 모양, 경도, 질감을 10밀리초 이내에 감지할 수 있다는 것입니다.それは 높은 신뢰도와 캡처 속도 때문에 가능합니다. 실제 인간 피부와 마찬가지로, 새로운 전자 가죽은 물리적 손상에 강합니다. 피부, 인간 또는 전자,는 외부 환경과 상시 상호 작용하기 때문에 많은 손상을 입습니다. ACES 시스템은 독립적인 센서와 전기 전도체를 사용하기 때문에, 센서와 전도체 사이에 최소한 하나의 연결이 있는 한 피부는仍然 작동합니다.

이 새로운 기술은 인공 지능 응용 분야와 같은 다양한 분야에서 사용될 수 있습니다. 티 교수는 이러한 가능성에 대해 말했습니다.

“확장성은 중요한 고려 사항입니다. 로봇과義肢의 상대적으로 큰 표면을 덮기 위해 높은 성능의 큰 전자 가죽이 필요합니다. ACES는 쉽게 센서 피부 레이어와 결합할 수 있습니다. 예를 들어, 온도와 습도를 감지하기 위한 것입니다. 높은 성능의 ACES 활성화된 전자 가죽을 만들기 위해, 감각이 뛰어난 전자 가죽을 만들 수 있습니다.”

이 기술은 계속 발전할 것입니다. 또 다른 분야가 빠르게 발전하고驚異的な 기회를 창출하고 있습니다. 로봇 분야에서 특히 유용할 것입니다. 현재 대부분의 전자 가죽이 적용되는 분야입니다.