Розроблена перша в світі автономна гуманоїдна робота з повністю штучною шкірою

Команда з Мюнхенського технічного університету (TUM) розробила першу в світі автономну гуманоїдну роботизовану систему з повністю штучною шкірою. Вони змогли створити систему, яка поєднує штучну шкіру з алгоритмами контролю. Ця нова технологія допоможе роботам ставати здатними відчувати власне тіло та середовище, що буде важливо, коли вони незабаром почнуть широко використовуватися серед людей.

Якщо робот зможе краще орієнтуватися в середовищі за допомогою відчуттів, він буде значно безпечнішим для людей. Одним із завдань, які вони зможуть виконувати, буде уникання нежаданих контактів та аварій.

Команда, відповідальна за розробку нової технології, включала професора Гордона Ченга. Розроблена шкіра 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 клітини шкіри не є новими; вони були розроблені 10 років тому професором когнітивних систем у TUM, Гордоном Ченгом. Ця нова розробка команди в TUM розблокувала весь потенціал.

Дослідження було опубліковано в журналі Proceedings of the IEEE.

Проблема обчислювальної потужності

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

Команда в TUM вирішила не контролювати шкіру постійно. Замість цього вони зосередилися на подіях, щоб зменшити потребу у величезних зусиллях з обробки даних на 90%. У новій розробці штучної шкіри окремі клітини передають інформацію тільки тоді, коли відбувається зміна значень. Це означає, що існує велика залежність від сенсорів для виявлення певного відчуття, яке згодом ініціює процес.

Критично важливо для взаємодії людини та робота

Ця нова техніка професора Ченга та його команди допомагає підвищити безпеку машин. Вони стали першими, хто застосував штучну шкіру до автономної гуманоїдної роботизованої системи людського розміру, яка не залежить від зовнішніх обчислень.

Робот, який вони використали для штучної шкіри, називається H-1, і має 1260 клітин та понад 13 000 сенсорів. Сенсори та клітини розташовані на верхній частині тіла, руках, ногах та підошві ніг. Завдяки цьому робот може відчувати все своє тіло, від голови до ніг. Робот 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. Робот H-1 може відчувати кілька частин свого тіла одночасно, тому не прикладає зайньої сили чи тиску.

«Це може бути не так важливо в промислових застосуваннях, але в таких сферах, як догляд за людьми, роботизовані системи повинні бути розроблені для дуже тісного контакту з людьми», — пояснив Гордон Ченг.

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

«Наша система розроблена для безперебійного та швидкого функціонування з усіма видами роботизованих систем», — каже Гордон Ченг. «Зараз ми працюємо над створенням менших клітин шкіри з потенціалом виробництва у великих кількостях».

Є постійні розробки в галузі штучного інтелекту, які зближують людей та роботизовані системи, і нова технологія, подібна цій, є критично важливою для забезпечення безпечної середовищі, в якій можуть діяти як люди, так і роботизовані системи.