E-Hud Basert på Menneskelig Sanse Nervesystem

En ny kunstig nervesystem er blitt utviklet av assistentprofessor Benjamin Tee og forskere ved National University of Singapore (NUS). Den nye teknologien ble skapt av Tee og en gruppe forskere og vitenskapsmenn fra avdelingen for materialvitenskap og ingeniørkunst ved NUS Fakultet for ingeniørkunst. Tee og hans team har vært i gang med å utvikle den nye e-huden i ett og et halvt år, og han selv har arbeidet med teknologien i mange år. Det har vært hans mål å skape en teknologi som ville hjelpe roboter og proteser å ha en bedre følelse av berøring.

Det nye systemet kalles Asynchronous Coded Electronic Skin (ACES), og forskning og utvikling ble publisert i Science Robotics den 18. juli 2019. Før denne utviklingen hadde elektroniske huder mange kabler og var utsatt for skade.

Den nye e-huden har samme følelse av berøring som menneskehud, og den er ultra-høyresponsiv. Den kan også håndtere skade bedre enn ekte hud. Tee forklarte teknologien og hvordan den i noen måter er overlegen hud vi har på kroppen vår.

“Mennesker bruker vår følelse av berøring for å utføre hver enkelt daglig oppgave, som å plukke opp en kopp kaffe eller gi en håndtrykk. Uten det ville vi også miste vår balanse når vi går. Liksom roboter trenger å ha en følelse av berøring for å kunne samhandle bedre med mennesker, men roboter i dag kan ikke føle objekter veldig godt.”

Forskerne ved universitetet brukte det menneskelige sanse nervesystemet som modell. ACES elektroniske nervesystem detekterer signaler på samme måte som det menneskelige nervesystemet, men ACES har et nettverk av sensorer og en enkelt elektrisk leder. Dette er forskjellig fra nervegrupperingene i menneskehud. Professor Tee snakket om grunnene til at e-huden er modellert etter det menneskelige sanse nervesystemet.

“Det menneskelige sanse nervesystemet er ekstremt effektivt, og det fungerer alltid til den grad at vi ofte tar det for gitt. Det er også veldig robust mot skade. Vår følelse av berøring, for eksempel, blir ikke påvirket når vi lider en skade. Hvis vi kan etterligne hvordan vårt biologiske system fungerer og gjøre det enda bedre, kan vi bringe om enorme fremskritt i feltet robotikk hvor elektroniske huder er hovedsakelig brukt.”

ACES-systemet er raskere enn det menneskelige sanse nervesystemet. Det kan detektere berøring mer enn 1 000 ganger raskere. Det kan også skille fysisk kontakt mellom forskjellige sensorer. Det kan gjøre dette på mindre enn 60 nanosekunder, det raskeste noensinne for e-hud-teknologi. En annen fordel med e-huden er at den kan fortelle formen, hardheten og teksturen på objekter innen 10 millisekunder. Det kan gjøre dette på grunn av den høye trofastheten og opptakshastigheten. Liksom ekte menneskehud er den nye e-huden robust mot fysisk skade. Hud, enten det er menneskelig eller elektronisk, er i konstant interaksjon med den ytre miljøet, noe som forårsaker mye skade. Fordi ACES-systemet bruker en elektrisk leder med uavhengige sensorer, er huden fortsatt funksjonell så lenge det er minst en forbindelse mellom sensoren og ledern.

Denne nye utviklingen i teknologi kan brukes i mange forskjellige områder, som kunstig intelligens-applikasjoner som proteser og menneske-maskin-grensesnitt. Professor Tee snakket om mulighetene.

“Skalabilitet er en kritisk overvegelse, siden store deler av høy-ytende elektroniske huder er nødvendige for å dekke de relativt store overflatene på roboter og proteser. ACES kan lett kombineres med enhver type sensorhudlag, for eksempel de som er designet for å registrere temperatur og fuktighet, for å skape høy-ytende ACES-aktivert elektronisk hud med en eksepsjonell følelse av berøring som kan brukes til en rekke formål.”

Denne teknologien vil fortsette å utvikles, og det er et annet felt som beveger seg raskt og produserer fantastiske muligheter. Det vil være spesielt nyttig i robotikk, siden det er der mest e-hud brukes i dag.