Zespół opracowuje pierwszego w pełni autonomicznego robota humanoidalnego z pełnym ciałem sztucznej skóry

Zespół z Technicznego Uniwersytetu Monachium (TUM) opracował pierwszego w pełni autonomicznego robota humanoidalnego z pełnym ciałem sztucznej skóry. Udało im się stworzyć system, który łączy sztuczną skórę z algorytmami sterowania. Ta nowa technologia pozwoli robotom na zdolność postrzegania własnego ciała i środowiska, co będzie ważne, gdy będą one powszechnie używane wśród ludzi.

Jeśli robot będzie w stanie lepiej nawigować w swoim otoczeniu za pomocą zmysłów, będzie znacznie bezpieczniejszy wokół ludzi. Jedną z rzeczy, które będą mogli robić, jest unikanie niepożądanych kontaktów i wypadków.

Zespół odpowiedzialny za nową technologię obejmował prof. Gordona Chenga. Sztuczna skóra, która została opracowana, składa się z komórek sześciokątnych o średnicy około jednego cala. Każda z komórek sześciokątnych składa się z mikroprocesora i czujników, które pomagają wykryć kontakt, przyspieszenie, odległość i temperaturę.

Same komórki skóry nie są nowe; zostały one opracowane 10 lat temu przez profesora systemów poznawczych na TUM, Gordona Chenga. Te nowe rozwiązania zespołu z TUM odblokowały pełny potencjał.

Badania zostały opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the IEEE.

Problem pojemności obliczeniowej

Jednym z głównych problemów związanych z rozwojem sztucznej skóry jest pojemność obliczeniowa. Ponieważ ludzka skóra ma około 5 milionów receptorów, było to wyzwaniem, aby ją odtworzyć w robotach. Ciągłe przetwarzanie danych za pomocą czujników może przeciążyć systemy.

Zespół z TUM zdecydował się nie monitorować skóry ciągle. Zamiast tego, skupili się na zdarzeniach, aby zmniejszyć potrzebę ogromnych wysiłków obliczeniowych o tyle, ile to możliwe, czyli aż o 90%. W nowo opracowanej sztucznej skórze poszczególne komórki przekazują informacje tylko wtedy, gdy występuje zmiana wartości. Oznacza to, że istnieje duże uzależnienie od czujników w celu wykrycia jakiegoś rodzaju wrażenia, co z kolei zainicjuje proces.

Krytyczne dla interakcji człowiek-robot

Ta nowa technika opracowana przez prof. Chenga i jego zespół pomaga zwiększyć bezpieczeństwo maszyn. Są oni teraz pierwsi, którzy zastosowali sztuczną skórę do autonomicznego robota humanoidalnego, który nie zależy od zewnętrznych obliczeń.

Robot, który został użyty do sztucznej skóry, nazywa się H-1, i ma 1260 komórek i ponad 13 000 czujników. Czujniki i komórki są umieszczone na górnym ciele, ramionach, nogach i podeszwach stóp. Dzięki temu robot może postrzegać całe swoje ciało, od góry do dołu. H-1 może poruszać się po nierównych powierzchniach i balansować na jednej nodze.

Robot H-1 jest w stanie bezpiecznie objąć człowieka, co jest wielkim osiągnięciem. Te maszyny mają taką moc, że mogą być niezwykle niebezpieczne i zranić ludzi podczas bliskiego kontaktu. H-1 jest w stanie postrzegać wiele części swojego ciała jednocześnie, aby nie wywierać zbyt dużej siły lub ciśnienia.

“To może nie być tak ważne w aplikacjach przemysłowych, ale w obszarach takich jak opieka pielęgniarska, roboty muszą być zaprojektowane do bardzo bliskiego kontaktu z ludźmi”, wyjaśnił Gordon Cheng.

Nowa technologia jest bardzo wszechstronna i może nadal funkcjonować, nawet jeśli niektóre komórki są tracone.

“Nasz system jest zaprojektowany, aby działać bezproblemowo i szybko z wszystkimi rodzajami robotów”, mówi Gordon Cheng. “Teraz pracujemy nad stworzeniem mniejszych komórek skóry z potencjałem do produkcji w większych ilościach”.

Istnieją ciągłe rozwoju w dziedzinie sztucznej inteligencji, które przybliżają ludzi i roboty, a nowa technologia taka jak ta jest krytyczna w ułatwianiu bezpiecznego środowiska, w którym obie mogą działać.