Нов вид електронна кожа позволява на хуманоидните роботи да усещат болка и да реагират мигновено, отдръпвайки ръцете си – така, както правят хората.
Ако случайно поставите ръката си върху горещ предмет, естествено ще я отдръпнете светкавично, без да имате време да мислите за процеса. Бързата реакция се случва благодарение на сензорните нерви в кожата, които изпращат мигновено сигнал до гръбначния мозък, което незабавно активира мускулите.
Скоростта, с която се случва комуникацията, помага за предотвратяване на сериозни изгаряния. Мозъкът бива „информиран“ едва след като движението вече е започнало.
Ако нещо подобно се случи с хуманоиден робот, той обикновено трябва да изпрати сензорни данни до централен процесор (CPU), да изчака системата да ги обработи и след това да изпрати команда до задвижващите механизми на ръката, за да се движат. Дори кратко забавяне може да увеличи риска от сериозни щети.
Но тъй като хуманоидните роботи вече не са само в лабораториите и фабриките, а навлизат в офиси, болници, хотели и домове, те ще трябва да бъдат нещо повече от просто предварително програмирани машини, ако разработчиците искат да реализират пълния им потенциал.
В идеалния случай роботите трябва да могат да взаимодействат с околната среда инстинктивно. За да се случи това, учени в Китай са разработили невроморфна роботизирана електронна кожа (NRE-кожа), която дава на роботите чувство за допир и дори способност да усещат болка.
Съвременните роботизирани кожи всъщност не са нищо повече от текстил, чувствителен на натиск, който може да познае кога бива докосван, но не може да обработи значението на докосването – например, дали е болезнено.
NRE-кожата е различна, защото е проектирана да функционира като човешката нервна система. Тази кожа се състои от четири слоя. Горният пласт е защитно покритие, което действа като нашия собствен епидермис. Под него има сензори и вериги, които се държат като човешки нерви.
На всеки 75-150 секунди кожата изпраща малък електрически импулс към процесора на робота, дори когато нищо не я докосва. Това е начинът на кожата да каже: „Всичко е наред“. Ако кожата е порязана или повредена, импулсът спира, което казва на робота къде е бил наранен и той предупреждава собственика.
Когато кожата бъде докосната, тя изпраща различен вид сигнал, наречен пик, който носи информация за прилагания натиск. При нормални докосвания тези пикове отиват към процесора. Ако обаче докосването е толкова силно или екстремно, че причинява „болка“, кожата изпраща високоволтов пик директно към моторите.
Това заобикаля процесора и задейства бърза рефлексна реакция, като например незабавно отдръпване на ръката. Сигнал за болка се излъчва само когато сензорите в кожата засекат сила, надвишаваща предварително зададен праг.
„Нашата невроморфна електронна кожа за роботи се отличава с йерархична, невронно-вдъхновена архитектура, позволяваща сензорно докосване с висока резолюция, активно откриване на болка и наранявания с локални рефлекси и модулен ремонт с бързо освобождаване“, пише екипът в своята статия, публикувана в Proceedings of the National Academy of Sciences.
„Този дизайн значително подобрява роботизираното докосване, безопасността и интуитивното взаимодействие човек-робот за емпатични обслужващи роботи“, допълват учените.
Кожата може дори да се „ремонтира“ благодарение на умен дизайн, подобен на Lego. Тъй като е направена от магнитни пластири, собственикът може просто да отчупи повредена част от кожата и да щракне нова на място за секунди.
