Ученые работают над тем, чтобы роботы могли разумно взаимодействовать с окружающей средой

Прочитано: 403 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Роботы и машины становятся умнее с развитием искусственного интеллекта, но им по-прежнему не хватает способности прикоснуться и почувствовать свое тонкое и сложное окружение, как люди. Теперь исследователи из Национального университета Сингапура (NUS) изобрели интеллектуальную пену, которая может дать машинам больше, чем человеческое прикосновение.

Новый материал, называемый искусственно иннервируемой пеной , или AiFoam, мягкий и похожий на губку, имитирует человеческое осязание, может ощущать близлежащие объекты, фактически не касаясь, и самовосстанавливается в случае повреждения. По сравнению с другими традиционными материалами , AiFoam — первая в мире интеллектуальная пена, которая выполняет эти функции одновременно, потенциально делая роботов более интеллектуальными и интерактивными. Этот революционный материал был разработан в течение двух лет командой под руководством доцента Бенджамина Ти из Департамента материаловедения и инженерии Национального университета США и Института инноваций и технологий в области здравоохранения (iHealthtech).

«Мы хотим показать, что можно воспроизвести человеческое осязание в роботе , что открывает новую парадигму взаимодействия между человеком и машиной для будущих приложений», — сказал Асст Проф Ти.

Изобретение было опубликовано в Nature Communications.

Оснащение роботов человеческими чувствами

Человеческое осязание позволяет людям манипулировать объектами и эффективно действовать в незнакомой среде. Когда машины, взаимодействующие с людьми, обладают этой способностью, движение роботов может быть более плавным, безопасным и предсказуемым.


Хироши Ишигуро, известный тем, что он создал своего двойного робота, один из многих, кто заявляет, что роботизированные решения в Японии скоро будут применяться повсюду

В качестве примера возьмем такие машины, как роботы-уборщики и роботы-официанты. Если они могут обнаруживать присутствие человека на расстоянии и использовать информацию для определения человеческих намерений, они могут быстрее реагировать и избегать столкновений с людьми, особенно в людных местах.

В то время как некоторые продвинутые электронные скины могут ощущать давление, когда они вступают в прямой контакт с объектом, никто не может почувствовать направление движения соседних объектов, так как это требует более сложных способностей к восприятию. Команда NUS решила провести исследование, чтобы найти решение этой технологической проблемы.

AiFoam: помогает роботам лучше реагировать на окружающую среду

AiFoam — это высокоэластичный полимер, созданный путем смешивания тефлоноподобного вещества, известного как фторполимер, с поверхностно-активным веществом, которое снижает поверхностное натяжение. В результате получается материал, который при разделении на части легко превращается в одно целое. Затем команда наполнила материал микроскопическими металлическими частицами, которые позволяют пене ощущать присутствие емкостного объекта, такого как человеческий палец.

Команда NUS решила разработать такую ​​пену, поскольку ее можно сделать более чувствительной по сравнению с обычными тонкими листами. Мягкость пены также можно лучше контролировать, изменяя соотношение количества воздуха к материалу. Пена также позволяет материалу лучше ощущать присутствие человека по сравнению с другими обычно используемыми материалами для электронной кожи, такими как силиконы. Фактически, AiFoam может определять присутствие человеческих пальцев на расстоянии нескольких сантиметров. Его уникальная формула позволяет ему более эффективно обнаруживать присутствие человека в отличие от других датчиков приближения, которые обычно используют свет и отражения, которые могут приводить к более высокому уровню ложноположительных или отрицательных результатов.

«Имея пену с нашим специальным составом, мы можем легко ощущать давление и близость», — сказал Ассст Проф Ти.

Чтобы имитировать чувствительные нервные окончания в коже человека, исследователи встроили тонкие цилиндрические электроды под поверхность пены. Они способны определять направление приложенной силы, а не только ее величину. Это позволит роботам лучше понимать человеческие намерения или знать, что соприкасающийся объект вот-вот соскользнет, ​​чтобы они могли реагировать более быстро и адекватно.

Поверхностно-активное вещество в пене позволяет ей самовосстанавливаться даже после пореза, что делает ее идеальной для использования в таких применениях, как протезирование. Пену можно растянуть более чем вдвое — на 230% — без разрушения. Чтобы залечить порезы, исследователи нагревали его до 70 градусов по Цельсию в течение четырех дней. Материал зажил примерно на 70%, и его можно было растянуть почти вдвое (180%).

Будущие приложения

Команда NUS изучает возможности партнерства с компаниями, занимающимися робототехникой, а также стремится расширить использование AiFoam в таких областях, как робототехника и протезирование, чтобы обеспечить более плавное взаимодействие между людьми и машинами.

«Самовосстанавливающиеся свойства AiFoam, а также его чувствительность к контактной силе позволят роботам лучше оценивать намерения человека и создавать роботов будущего поколения, которые будут быстрее и эффективнее реагировать на изменения окружающей среды», — рассказал ассистент профессора.

Исследователи создают AiFoam, чтобы роботы могли разумно взаимодействовать с окружающей средой



Новости партнеров

Загрузка...