Команда розробила перший у світі автономний гуманоїдний робот з повністю штучною шкірою

Команда з Технічного університету Мюнхена (TUM) розробила перший у світі автономний гуманоїдний робот з повністю штучною шкірою. Вони змогли створити систему, яка поєднує штучну шкіру з алгоритмами контролю. Ця нова технологія допоможе роботам стати здатними відчувати своє тіло та середовище, що буде важливо, коли вони стануть звичайними серед людей.

Якщо робот зможе краще орієнтуватися в середовищі завдяки відчуттям, він буде набагато безпечнішим серед людей. Одним з тих, чого вони зможуть досягнути, буде уникання нежаданого контакту та аварій.

Команда, відповідальна за нову технологію, включала проф. Гордона Ченга. Шкіра, яку було розроблено, складається з шестикутних клітин діаметром близько одного дюйма. Кожна з шестикутних клітин складається з мікропроцесора та сенсорів, які допомагають виявляти контакт, прискорення, близькість та температуру.

Самі шкіряні клітини не нові; їх було розроблено 10 років тому професором когнітивних систем у TUM, Гордоном Ченгом. Ці нові розробки команди з TUM розблокували повний потенціал.

Дослідження було опубліковано в журналі Proceedings of the IEEE.

Проблема обчислювальної потужності

Однією з основних проблем при розробці штучної шкіри є обчислювальна потужність. Оскільки людська шкіра має близько 5 мільйонів рецепторів, було складно відтворити її в роботах. Постійна обробка даних за допомогою сенсорів може перевантажити системи.

Команда з TUM вирішила не контролювати шкіру постійно. Замість цього вони зосередилися на подіях, щоб зменшити потребу в величезних обчислювальних зусиллях на 90%. У новоствореній штучній шкірі окремі клітини передають інформацію лише тоді, коли відбувається зміна значень. Це означає, що є велика залежність від сенсорів для виявлення якогось типу відчуття, яке потім ініціює процес.

Критично важливо для взаємодії людини та робота

Ця нова техніка проф. Ченга та його команди допомагає підвищити безпеку машин. Вони стали першими, хто застосував штучну шкіру до автономного робота людського розміру, який не залежить від зовнішніх обчислень.

Робот, який вони використали для штучної шкіри, називається H-1, і він має 1260 клітин та понад 13 000 сенсорів. Сенсори та клітини розташовані на верхній частині тіла, руках, ногах та підошві ніг. Через це робот може відчувати все своє тіло, від голови до ніг. H-1 може рухатися по нерівній поверхні та балансувати на одній нозі.

Робот H-1 здатний безпечно обнімати людину, що є великим досягненням. Ці машини мають таку силу, що можуть бути дуже небезпечними та травмувати людей під час тісного контакту. H-1 може відчувати кілька частин свого тіла одночасно, щоб не прикладати надто великої сили чи тиску.

“Це може бути не так важливо в промислових застосуваннях, але в таких областях, як догляд за пацієнтами, роботів потрібно проектувати для дуже тісного контакту з людьми”, – пояснив Гордон Ченг.

Нова технологія дуже універсальна, і вона може функціонувати навіть якщо деякі клітини втрачені.

“Наша система розроблена для безперебійної та швидкої роботи з усіма видами роботів”, – каже Гордон Ченг. “Тепер ми працюємо над створенням менших шкіряних клітин з потенціалом бути виготовленими у великих кількостях”.

Є постійні розробки в галузі штучного інтелекту, які зближують людей та роботів, і така нова технологія критично важлива для забезпечення безпечної середовищі, в якій можуть працювати обидва.