A biomimetikus elasztomer robot bőr tapintási érzékenységgel rendelkezik
4 perc olvasás
A biomimetikus elasztomer robot bőr tapintási érzékenységgel rendelkezik és úgy érzékel mint ha az ember saját tapintása lenne
A Koreai Tudományos és Technológiai Intézet kutatócsoportja az MIT egyik kollégájával és a Stuttgarti Egyetem munkatársával együtt kifejlesztett egy biomimetikus elasztomer robot bőrt, amely tapintási érzékelő képességgel rendelkezik.
A robotikusok azon dolgoznak, hogy javítsák a robotok képességeit és emberszerűbbé tegyék azokat. Ebben az új kísérletben a kutatók lehetővé tették a robotkarnak, hogy érzékelje az olyan érzéseket, mint a simogatás, csiklandozás, szél vagy valami, ami a felületét simogatja. Ezt úgy érték el, hogy részben utánozták az emberi bőrt.
Az új robot bőr az emberi bőrhöz hasonlóan többrétegű és különböző funkciókat tesz lehetővé. A felső réteg gumiszerű, emberi bőrre emlékeztető polimerből készül. Ez alá a kutatók egy hidrogélt adtak hozzá, hogy utánozzák az emberi epidermiszt. Azért választották a hidrogélt, mert nem csak nyomáskor deformálódik, de ütődéskor is megmozdul.
Az érzékelők beágyazásával, amelyek érzékelik ezeket a reakciókat, a bőr képes érzékelni olyan dolgokat, mint például az ujjlenyomat, figyelve a hidrogél nyomását és mozgásának irányát. Ha valami nekiütközik, a rendszer érzékeli és méri a hidrogél hullámait, hogy felmérje, milyen érzés a csap.
Hasonlóképpen, a rendszer úgy érzékeli a csiklandozást, hogy feljegyzi a generált többszörös hullámzás méretét és típusát. A hidrogélbe ágyazott érzékelőktől származó adatok értelmezésére a kutatók egy mesterséges intelligencia-alkalmazást adtak hozzá, amely a hidrogél dinamikáját az ezeket okozó tevékenységekkel társítja. A kutatók a bőrt is úgy építették fel, hogy ha az elszakadt, akkor szilícium ragasztóval javítható legyen.
A csapat azt javasolja, hogy robotkarjukat akár egy robot, akár egy emberi lény végtagjaként is használhatnák, bár ez utóbbihoz szenzoros visszacsatolási módszerre lenne szükség, például a karban lévő vezetékek összekötésére az ember vállában lévő idegekkel vagy a protézis viselésével.
Az emberi bőr érzékeli a testet érő fizikai ingereket, és lágy és rugalmas mechanikai tulajdonságai révén csökkenti a fizikai interakció kockázatát. A szociális robotok számára előnyös lenne az emberi bőrre emlékeztető, teljes testre kiterjedő robotbőr (vagy tapintási érzékelők) a biztonságos, intuitív és érintkezésben gazdag ember-robot interakció megvalósításában.
A meglévő puha tapintású érzékelőknek azonban számos hátránya van (összetett szerkezet, rossz skálázhatóság és törékenység), amelyek korlátozzák az alkalmazásukat az egész testre kiterjedő robotbőrben.
A kifejlesztett robot bőr szívós hidrogélből és szilikon elasztomerből áll, amelyek bőr által inspirált többrétegű szerkezetet alkotnak, megfelelő puhaságot és rugalmasságot biztosítva a védelemhez. Az érzékelő szerkezete is könnyen javítható ragasztókkal súlyos sérülések után is. A multimodális tapintásérzékelés érdekében elektródákat és mikrofonokat helyeznek el az érzékelő szerkezetében, hogy mérjék a helyi ellenállás változásokat és az érintés okozta rezgést. Az ionos hidrogél réteg külső erő hatására deformálódik, és az ebből adódó helyi vezetőképesség-változásokat elektródák segítségével mérik.
A mikrofonok érzékelik az érintésből származó vibrációt is, hogy meghatározzák a dinamikus tapintási ingerek helyét és típusát. A mérési adatokat ezután multimodális tapintható információkká alakítják tomográfiás képalkotáson és mély neurális hálózatokon keresztül. Továbbá egy szenzorizált kozmetikai protézist valósítottak meg, bizonyítva, hogy tervezésük alkalmas deformálható vagy összetett alakú robotbőr megvalósítására.
