Voiko Optimus– tai 1X -tyyppinen robottikäsi tuntua omalta kädeltä? Cambridgen yliopiston ja Lontoon yliopistokolledjin tutkijat uskovat ottaneensa tärkeän askeleen tähän suuntaan. He ovat kehittäneet keinotekoisen ihon, joka koostuu yhdestä joustavasta materiaalista, joka pystyy tunnistamaan lämpötilan, paineen, viillot ja useita samanaikaisia kosketuksia. Ja kaikki tämä ilman kovia kerroksia tai koko pintaan sijoitettuja antureita. Luojien mukaan kaikkein lupaavinta on se, että se voi mukautua monimutkaisiin muotoihin ja sen valmistusprosessi on suhteellisen yksinkertainen: se vain sulatetaan, kaadetaan silikonimuottiin, sisäinen positiivinen osa poistetaan ja se puetaan kuin käsine robotin rakenteeseen, kuten tässä esittelyvideossa näytetään.
Tämän teknologian perustana on johtava hydrogeeli, joka yhdessä sähköimpedanssitomografian (EIT) kanssa mahdollistaa sen pinnalla tapahtuvien muutosten jatkuvan rekisteröinnin. Kun stimulaatio – kosketus, lämpö tai paine – kohdistuu siihen, kentät muuttuvat. Järjestelmä tunnistaa paitsi ärsykkeen tyypin myös sen sijainnin ja ympäristöolosuhteet. Kaikki tämä tulkitaan koneoppimisen avulla, jonka viive riippuu aktiivisten kanavien määrästä, selittävät artikkelin kirjoittajat Science Robotics -lehdessä.
Pehmeä kalvo, miljoonia tietoja
Paras esimerkki järjestelmästä on luonnollisen kokoinen robottikäsi, joka on ontto sisältä ja kokonaan peitetty keinotekoisella iholla. Hajautettujen anturien sijaan se käyttää vain 32 elektrodia, jotka on sijoitettu ranteeseen. Tällainen kokoonpano mahdollisti yli 1,7 miljoonan informaatiokanavan poimimisen 863 040 erilaisesta yhdistelmästä.
Testauksen aikana käsi altistettiin erilaisille ärsykkeille: ihmisen sormelle, lämpöanturille ja skalpellin iskulle. Kaikissa tapauksissa se pystyi tunnistamaan vuorovaikutuksen tyypin ja paikantamaan sen keskimäärin 25 millimetrin tarkkuudella koko pinnaltaan. Huomionarvoista on, että jokaiselle ärsyketyypille ei tarvita erillistä anturia. Kalvo reagoi eri tavoin kontaktin voimakkuuden tai luonteen mukaan, ja tekoälymalli erottaa satojen tuhansien mahdollisten signaalien joukosta relevantimman.
Tunnustelun lisäksi tämä iho pystyy seuraamaan ympäristöä. 100 tunnin testin aikana järjestelmä rekisteröi lämpötilan vaihtelut 19–25 °C ja suhteellisen kosteuden 38–72 %, kuten on kuvattu yksityiskohtaisesti Cambridgen yliopiston virallisessa lehdistötiedotteessa. Kaikki tämä on mahdollista rakenteen ansiosta, jossa ei ole kovia komponentteja, mikä helpottaa sen integrointia proteeseihin, tekniseen vaatetukseen, ohjauspintoihin ja yhteistyörobotteihin. Sovellusalueet ulottuvat kuntoutuksesta ja etätutkimuksesta autoteollisuuteen.
Tietenkin tämä kehitys ei ole alkanut tyhjästä. Viime vuosina olemme nähneet myös muita ehdotuksia robottien herkkyyden parantamiseksi, kuten synteettinen iho, joka pystyy toistamaan kipua , synteettinen iho, jonka väitetään olevan mahdollisimman lähellä ihmisen ihoa , tai itsestään korjautuva ja kierrätettävä iho . Cambridgen ja University College Londonin työn erityispiirre on radikaalisti yksinkertaistettu lähestymistapa: yksi joustava kerros ilman mekaanisia komponentteja, joka keskittää kaiken herkkyyden ja tulkitsee sen ohjelmiston avulla.
Ratkaisemattomia tehtäviä ovat vielä tarkkuuden parantaminen elektrodeista kaukana olevilla alueilla ja hydrogeelin pitkäaikaisen kestävyyden parantaminen. Mutta näyttää siltä, että paradigman muutos on käynnissä. Kaikki viittaa siihen, että on vain ajan kysymys, milloin näemme robotteja, jotka ovat paitsi liikkuvuudeltaan ja vuorovaikutukseltaan edistyneempiä, myös ulkonäöltään ja fyysiseltä herkkyydeltään lähempänä meitä. Tällainen keinotekoinen iho avaa tien uudelle sukupolvelle koneita, jotka eivät vain suorita tehtäviä, vaan myös ”tuntevat” ympäristönsä. Olemme kuitenkin vielä kaukana Detroit: Become Human -pelissä esitetystä realismista.
