Чувствительный синтетической кожи позволяет роботам чувство собственного тела и окружающей обстановки-важнейшая возможность, если они будут в тесном контакте с людьми. Вдохновленный человеческой кожи, команда в Техническом университете Мюнхена (TUM) разработали систему, объединяющую искусственной кожи с алгоритмами управления и использовали его для создания первого автономного робота-гуманоида со всего тела искусственной кожи.
Искусственной кожи, разработанная профессор Гордон Ченг и его команда состоит из шестиугольных ячеек, размером с две монетки по евро (т. е. около одного дюйма в диаметре). Каждый номер оснащен микропроцессором и датчиками для обнаружения контакта, ускорения, приближения и температуры. Такие искусственные кожи позволяет роботам воспринимать свое окружение в гораздо более подробно и с большей чувствительностью. Это не только поможет им безопасно передвигаться. Это также делает их более безопасными при работе рядом с людьми и дает им возможность предвидеть и активно избежать несчастных случаев.
Сами клетки кожи были разработаны около 10 лет назад Гордон Ченг, профессор когнитивных систем в Тума. Но это изобретение показали только своего полного потенциала при интеграции в сложные системы, как описано в последнем номере журнала Труды Института IEEE.
Больше вычислительной мощности на основе событийного подхода
Самым большим препятствием в разработке робота кожа была всегда вычислительной мощности. Кожа человека имеет около 5 миллионов рецепторов. Усилия для осуществления непрерывной обработки данных от датчиков в искусственной коже только сталкивались с ограничениями. Предыдущие системы были быстро перегружены данных от нескольких сотен датчиков.
Чтобы преодолеть эту проблему, используя подход нейроинженерии, Гордон Ченг и его команда не контролировать клетки кожи постоянно, а на основе событий системы. Это снижает усилия обработки до 90 процентов. Трюк: отдельные клетки передают информацию от своих датчиков только при изменении значения. Это подобно тому, как нервная система человека работает. Например, мы чувствуем себя шляпу, когда мы впервые надел ее, но мы быстро привыкаем к сенсации. Нет необходимости еще раз обратите внимание на шапку, пока ветер дует в его голове. Это позволяет нашей нервной системе сосредоточиться на новых впечатлениях, что требует физической реакции.
Безопасность даже в случае тесного телесного контакта
С событийного подхода, профессор Ченг и его команда сумели применяя искусственную кожу для человека размер автономного робота не зависит от каких-либо внешних расчетов. Н-1 робот оснащен 1260 клеток (более 13000 датчиков) на ее верхней части тела, руки, ноги и даже ступни ее ног. Это дает ему новые «телесные ощущения». Например, с ее чувствительные ноги, ч-1 способен реагировать на неровных поверхностях пола и даже балансировать на одной ноге.
Благодаря специальной кожи, ч-1 может даже дать человеку обнять безопасно. Это менее тривиально, чем кажется: роботы могут приложить сил, что бы серьезно ранить человека. Во время объятия, два тела соприкасаются в разных местах. Робот должен использовать этот комплекс информации для расчета правых движений и оказать правильное контактное давление. «Это может не быть столь важным в промышленных применениях, но и в таких областях, как Сестринское дело, роботы должны быть предназначены для очень близкого контакта с людьми», — объясняет Гордон Ченг.
Универсальные и надежные
Система робота Гордон Ченг кожи также весьма надежна и универсальна. Потому что кожа состоит из клеток, а не цельного куска материала, она продолжает функционировать, даже если некоторые клетки перестают работать. «Наша система предназначена для работы безаварийной и быстро со всеми видами роботов», — говорит Гордон Ченг. «Сейчас мы работаем, чтобы создать более мелких клеток с потенциалом, чтобы быть произведены в больших количествах».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!