Robot gehienek atzematea eta ukimenaren sentsazioa motordun bitartekoen bidez lortzen dute, neurriz kanpoko eta zurrunak izan daitezkeenak. Cornell Unibertsitateko talde batek robot bigun batek bere ingurua barrutik sentitzeko modu bat asmatu du, gizakiek egiten duten modu berean.
Robert Shepherd-ek zuzendutako taldea, ingeniaritza mekaniko eta aeroespazialeko irakasle laguntzailea eta ikertzaile nagusia. Robotika Organikoaren Laborategia, uhin-gida optiko luzagarriek esku robotiko bigun batean kurbadura, luzapen eta indar sentsore gisa nola jokatzen duten deskribatzen duen dokumentu bat argitaratu du.
Huichan Zhao doktorego ikaslea da "Optoelektronikoki inerbatutako esku protesiko leuna, uhin-gida optiko luzagarrien bidez”, Science Robotics-en estreinako edizioan agertzen dena. Abenduaren 6an argitaratutako papera; Kevin O'Brien eta Shuo Li doktorego ikasleak ere lagundu zuten, Shepherd-en laborategikoak.
"Gaur egungo robot gehienek gorputzaren kanpoaldean sentsoreak dituzte gainazaletik gauzak detektatzen dituztenak", esan zuen Zhaok. "Gure sentsoreak gorputzean integratuta daude, beraz, robotaren lodieraren bidez transmititzen diren indarrak hauteman ditzakete, guk eta organismo guztiek mina sentitzen dugunean, adibidez".
Uhin-gida optikoak 1970eko hamarkadaren hasieratik erabiltzen ari dira sentsazio-funtzio ugarietarako, ukimenezko, posizioko eta akustikorako barne. Ekoizpena prozesu korapilatsua zen jatorriz, baina azken 20 urteetan litografia bigunaren eta 3-D inprimaketaren etorrerak erraz ekoizten eta robotiko aplikazio bigun batean sartzen diren sentsore elastomeroen garapena ekarri du.
Shepherd's taldeak lau urratseko litografia biguneko prozesu bat erabili zuen nukleoa (argia hedatzen denaren bidez) eta estaldura (uhin-gidaren kanpoaldeko gainazala) ekoizteko, LEDa (argi-diodoa) eta fotodiodoa ere biltzen dituena.
Esku protesikoa zenbat eta gehiago deformatu, orduan eta argi gehiago galtzen da muinean zehar. Fotodiodoak antzematen duen argi-galera aldakor hori da protesiari bere ingurua “sentitzea” ahalbidetzen diona.
"Protesia tolesten dugunean argirik galduko ez balitz, ez genuke sentsorearen egoerari buruzko informaziorik lortuko", esan zuen Shepherdek. "Galeraren zenbatekoa tolesten denaren araberakoa da".
Taldeak bere protesi optoelektronikoa erabili zuen hainbat lan egiteko, besteak beste, forma zein ehundura atzematea eta zundaketa. Nabarmenena, eskuak hiru tomate eskaneatu eta leuntasunaren arabera zehaztu ahal izan zuen zein zen helduena.
Zhao-k esan zuen teknologia honek erabilpen potentzial asko dituela protesiei haratago, bio-inspiratutako robotak barne, Shepherd-ek batera aztertu dituena. Mason Peck, ingeniaritza mekaniko eta aeroespazialeko irakasle elkartua, espazioaren esplorazioan erabiltzeko.
"Proiektu horrek ez du zentzumen-feedbackik", esan zuen Shepherdek, Peck-ekin egindako lankidetzari erreferentzia eginez, "baina sentsoreak izango bagenitu, denbora errealean kontrolatu genezake errekuntzan zehar forma aldaketa [uraren elektrolisiaren bidez] eta aktuazio-sekuentzia hobeak garatu ahal izateko. azkarrago mugitzen da».
Robotika biguneko uhin-gida optikoei buruzko etorkizuneko lanak zentzumen-gaitasunen areagotzeari ekingo dio, neurri batean sentsore-forma konplexuagoak 3D inprimatuz eta ikaskuntza automatikoa txertatuz, sentsore kopuru handiagoaren seinaleak desakoplatzeko modu gisa. "Oraintxe bertan", esan zuen Shepherdek, "zaila da ukitu bat nondik datorren aurkitzea".
Lan hau Aire Armadako Ikerketa Zientifikorako Bulegoaren diru-laguntza batek lagundu zuen, eta hau erabili zuen Cornell NanoScale Zientzia eta Teknologia instalazioa eta Materialen Ikerketarako Cornell Zentroa, biak Zientzia Fundazio Nazionalak lagunduta.
- Tom Fleischman, Cornell Unibertsitatea