Изследователи в Китай са създали невроморфна роботизирана електронна кожа, която позволява на хуманоидните роботи да усещат допир, да откриват наранявания и да реагират на опасен контакт с бързи, рефлексни движения, вдъхновени от човешката нервна система.

Това развитие преодолява дългогодишно ограничение в роботиката. Когато хората докоснат нещо опасно горещо или остро, сензорните нерви изпращат сигнали директно към гръбначния мозък, предизвиквайки почти мигновено отдръпване, преди мозъкът да обработи напълно болката.

Тази рефлексна реакция помага да се предотвратят сериозни наранявания.

Хуманоидните роботи обаче обикновено разчитат на централизирана обработка. Данните от сензорите трябва да се предават на централен процесор, да се анализират и след това да се преобразуват в моторни команди.

Дори малки закъснения в този процес могат да доведат до повреди, особено като се има предвид, че роботите все по-често работят в близост до хора. С излизането на роботите от контролираната индустриална среда и навлизането им в домовете, болниците и обществените пространства, изследователите твърдят, че те се нуждаят от по-инстинктивни начини за взаимодействие с околната среда. Новоразработената невроморфна роботизирана електронна кожа е проектирана да даде на машините тази възможност.

Повечето съществуващи роботизирани кожи функционират като сензори за налягане, откриващи контакт, без да разбират неговата тежест. Те могат да регистрират, че нещо е докоснало робота, но не могат да определят дали взаимодействието е потенциално опасно. Невроморфната роботизирана електронна кожа, или NRE-skin, отива по-далеч, като имитира начина, по който биологичната кожа обработва сензорната информация. Тя използва йерархична, вдъхновена от невроните архитектура, която преобразува тактилните входни сигнали в електрически импулсни вериги, подобни на сигналите, предавани от човешките нерви.

Кожата е изградена от четири слоя. Най-външният слой действа като защитна повърхност, подобна на човешката епидермис. Под него се намират сензори и вериги, които се държат като сензорни нерви, постоянно наблюдавайки налягането, силата и структурната цялост. Дори когато не е докосната, кожата изпраща периодични електрически импулси към централния процесор на робота, сигнализирайки, че системата функционира нормално. Ако кожата е нарязана или повредена, тези импулси спират, което позволява на робота да открие нараняването и да идентифицира местоположението му.

При контакт кожата генерира електрически импулси, които кодират информация за приложеното налягане. При нормални условия тези сигнали се препращат към централния процесор за интерпретация. Когато обаче силата надвиши предварително зададена граница, което показва потенциална болка или увреждане, системата реагира по различен начин. Високоволтов сигнал се изпраща директно към двигателите на робота, като заобикаля централния процесор и предизвиква незабавен рефлекс, като например отдръпване на ръката.

Кожата е проектирана и за бърза поддръжка. Тя се състои от магнитни, модулни пластири, които могат бързо да се отлепят и заменят, което позволява повредените участъци да се поправят за секунди, вместо да се налага обширна сервизна намеса.

Изследователският екип в момента работи за подобряване на чувствителността на системата, така че тя да може точно да обработва множество едновременни точки на допир, което е ключово изискване за роботи, работещи в сложни, непредвидими човешки среди.

Снимка: Pexels/University of Cambridge

Виж още: Батерия от 20 000mAh може да изведе бъдещите телефони на Samsung в тяхна собствена категория за издръжливост