به گزارش خبرگزاریهای معتبر، محققانی از دانشگاه فنی مونیخ و نهادهای همکار از پیشرفت یک نوع جدید پوست الکترونیکی خبر دادهاند که به رباتها در تشخیص تماسهای فیزیکی مضر کمک میکند. این پروژه به دنبال ارایه روشی مطمئنتر برای تمایز بین لمس عادی و تعاملات آسیبزا است.
به نقل از ایسنا، این تحقیق به یکی از چالشهای رایج در رباتیک یعنی طراحی سیستمهای لمسی پیشرفته میپردازد که میتوانند بهجای تشخیص فشار ساده، رفتار ایمنتر و سازگارانهتری را تسهیل کنند.
در این سیستم، یک شبکه از حسگرهای فشار انعطافپذیر درون پوست الکترونیکی تعبیه شده است. زمانی که سطح پوست لمس یا فشرده میشود، این حسگرها فشار مکانیکی را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل میکنند. در سیستم جدید، هنگامی که یک حس به آستانهای خاص میرسد، اطلاعات بهجای ارسال به واحد پردازش مرکزی، مستقیماً به موتورها منتقل میشود.
این رویکرد به طور خاص در نحوه پردازش سیگنالها متمایز است. سیستم از الگوریتمهای نورومورفیک، که شبیه به عملکرد اعصاب زیستی هستند، استفاده میکند تا نیرو را به پالسهای الکتریکی سریع تبدیل کند. الگوی این پالسها به شدت و محل تماس بستگی دارد.
هنگامی که نیرو در محدوده ایمن قرار دارد، سیگنالها نشاندهنده تعامل عادی هستند، اما با عبور از آستانه تعیینشده، الگوهای سیگنال تغییر میکنند و پاسخهای محافظتی فعال میشوند.
محققان خاطرنشان کردهاند که این سیستم تنها برای تشخیص فشار مکانیکی طراحی شده و نمیتواند احساسات یا تجربیات حسی عمیق را منتقل کند، بلکه فقط سیگنالی برای شناسایی نیروی خطرناک ارائه میدهد.
این پوست الکترونیکی نورومورفیک مدلی چند لایه بر پایه سیستم عصبی دارد که امکان حس لامسه با دقت بالا، تشخیص درد و آسیب را فراهم میآورد و با قابلیت جداسازی سریع، تعمیر راحتتری را نیز امکانپذیر میسازد. نتیجه این طراحی بهبود در تعامل انسان و رباتها به ویژه رباتهای خدماتی همدل است.
برای ارزیابی این سیستم، محققان پوست الکترونیکی را تحت آزمایشهای متنوعی قرار دادند که شامل تماسهای ملایم و نیروهای بالقوه آسیبزا بود. این آزمایشات نشان داد که سیستم میتواند با دقت الگوی سیگنال را در مواجهه با تماسهای ناایمن شناسایی کند.
این شبکه حسگر به طور پیوسته الگوهای سیگنال را تولید و پاسخهای مناسب را فعال میکند. سیستم در عرض چند میلیثانیه واکنش نشان میدهد که کافی است تا واکنشهای در لحظهای مانند عقبنشینی از تماس آسیبزا را به وجود آورد. همچنین دوام این سیستم در طول مدت استفاده نشاندهنده قابلیت اعتماد آن است.
توسعه چنین فناوریهایی میتواند تأثیرات مهمی بر ایمنی تعاملات انسان و ربات داشته باشد. با گسترش کاربرد رباتها از محیطهای کنترلشده به فضاهای روزمره، توانایی شناسایی تماسهای خطرناک اهمیت بیشتری پیدا میکند.
بیشتر سیستمهای ایمنی موجود برای رباتها به تعاملات نزدیک فیزیکی طراحی نشدهاند و اغلب به حسگرهای خارجی یا مکانیزمهای هوشمند متکی هستند. با این حال، این پوست الکترونیکی جدید به رباتها این امکان را میدهد تا به صورت آنی به تهدیدهای فیزیکی پاسخ دهند و بهبودهایی در عملکرد آنها در وظایف مشارکتی که نیاز به تماس فیزیکی دارند فراهم میسازد.تحقیقات جدید در زمینه رباتیک به بهبود قابلیت جابهجایی اشیاء، وسایل کمک حرکتی و رباتهای خدماتی کمک میکند. این پیشرفتها امکان تنظیم نیروی گرفتن و تماس را به صورت لحظهای برای رباتها فراهم میآورد، که به آنها اجازه میدهد با اشیاء حساس و محیطهای پیچیده به طور طبیعیتری تعامل کنند. این توانایی مانع از فشار بیشازحد، لیز خوردن یا تماس نادرست میشود.
علاوه بر ایمنی و کارایی، این فناوری میتواند دیدگاه انسانها نسبت به رباتها و نحوه تعامل با آنها را تغییر دهد. رباتهایی که به فشار یا ضربه واکنش نشان میدهند، به طور قابل توجهی پاسخگوتر و زندهتر به نظر میآیند، حتی اگر احساس واقعی در این تعاملات وجود نداشته باشد.
این نوع واکنشها میتواند تعامل بین انسان و ربات را تسهیل کند. مشابه تنظیم لمس توسط انسانها در مواجهه با عکسالعملهای طرف مقابل، بازخورد بصری از رباتها میتواند الگوهای رفتاری انسانها را راهنمایی کند و از بروز آسیبهای غیرضروری جلوگیری کند.
با این حال، ورود این فناوری به میدان بحثهای عمیقتری پیرامون واقعگرایی رباتها نیز میانجامد. اگرچه این قابلیتهای حسی ایمنی و کارایی را افزایش میدهند و به طراحیهای بیولوژیکی الهام میگیرند، چالشهای اخلاقی و طراحی جدیدی را نیز ایجاد میکنند. برای مثال، آیا ماشینها باید به گونهای پاسخ دهند که شبیه موجودات زنده باشد؟
برخی پژوهشگران بر این باورند که رباتها به سیگنالدهی مشابه درد نیازی ندارند، در حالی که دیگران معتقدند الهام از زیستشناسی ممکن است راهی مؤثر برای ساخت ماشینهای مقاوم باشد. چالش اصلی در این حوزه ایجاد توازنی میان عملکرد و خطر تشویق انسانانگاری غیرضروری و پیامدهای اجتماعی آن است.
در آینده، مطالعات بیشتر بر روی گسترش پوشش حسگرها و افزایش دوام آنها متمرکز خواهد شد. این دو عامل برای انتقال فناوری از مرحله آزمایشگاهی به دنیای واقعی بسیار ضروری هستند. هر گام در این راستا تعیین کننده خواهد بود که آیا این فناوری میتواند به کاربردهای عملی دست یابد یا خیر.
در حال حاضر، این سیستم تنها در مراحل ابتدایی تحقیق قرار دارد و به عنوان یک فناوری تجاری هنوز آماده نشده است. در وضعیت فعلی، پوست الکترونیکی محدود به بخشهای خاصی از رباتها میباشد و گسترش آن به تمامی بدن رباتها به پیشرفتهای قابل توجهی در تولید و افزایش بهرهوری انرژی و پردازش داده نیاز دارد.
