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

Zespół z Technicznego Uniwersytetu Monachium (TUM) opracował pierwszego w pełni autonomicznego humanoidnego robota z pełnym ciałem sztucznej skóry. Udało im się stworzyć system, który łączy sztuczną skórę z algorytmami sterowania. Ta nowa technologia pozwoli robotom na uzyskanie możliwości czucia własnego ciała i środowiska, co będzie ważne, gdy będą coraz częściej spotykane wśród ludzi.

Jeśli robot będzie w stanie lepiej nawigować w swoim otoczeniu za pomocą czucia, będzie znacznie bezpieczniejszy w pobliżu ludzi. Jedną z rzeczy, które będą mogli robić, jest unikanie niepożądanego kontaktu i wypadków.

Zespół odpowiedzialny za nową technologię obejmował prof. Gordona Chenga. Sztuczna skóra, którą opracowano, składa się z heksagonalnych komórek o średnicy około jednego cala. Każda z heksagonalnych komórek składa się z mikroprocesora i czujników, które pomagają wykryć kontakt, przyspieszenie, zbliżenie i temperaturę.

Same komórki skóry nie są nowe; zostały 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. Stałe 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 ogromnego wysiłku przetwarzania o tyle, ile to możliwe, do 90%. W nowo opracowanej sztucznej skórze poszczególne komórki przesyłają informacje tylko wtedy, gdy występuje zmiana wartości. Oznacza to, że istnieje duże uzależnienie od czujników w celu wykrycia pewnego 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 pierwszymi, którzy zastosowali sztuczną skórę do autonomicznego robota w rozmiarze człowieka, 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 znajdują się na górnej części ciała, ramionach, nogach i podeszwach stóp. Dzięki temu robot może czuć 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 czuć wiele części swojego ciała na raz, 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 zostaną utracone.

„Nasz system jest zaprojektowany do pracy 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 strony mogą działać.