Roboti znajo vse bolje videti, prepoznavati predmete in se premikati po prostoru, precej večji izziv pa ostaja nekaj, kar ljudje počnemo povsem samodejno – dotik. Razvoj tako imenovane elektronske kože oziroma e-skin bi lahko to spremenil in robotom omogočil, da zaznajo pritisk, silo in celo trenutek, ko jim predmet začne drseti iz rok.
Zakaj robot težko prime jagodo?
Človek pri prijemanju občutljivega predmeta skoraj nezavedno prilagaja moč prijema. Če začutimo, da nam kozarec drsi iz rok, ga stisnemo nekoliko močneje, pri jagodi pa uporabimo ravno dovolj sile, da je ne zmečkamo. Za robote je takšno opravilo bistveno zahtevnejše. Čeprav lahko s kamerami zelo natančno določijo, kaj je pred njimi, jim brez ustreznih tipal manjka neposredna informacija o tem, kaj se dogaja ob stiku s predmetom.
Prav to poskušajo rešiti razvijalci elektronske kože. Škotsko podjetje Touchlab denimo razvija izjemno tanko e-skin, ki lahko meri pritisk, smer in tridimenzionalne sile. Posebej pomembno je zaznavanje začetnega zdrsa predmeta. Po navedbah podjetja se lahko sistem na spremembe odzove v manj kot milisekundi. Robot bi tako lahko praktično takoj prilagodil prijem, še preden mu predmet pade iz rok.
Podobne rešitve razvijajo tudi na Cambridgeu
Elektronska koža ni zgolj koncept posameznega podjetja. Na Univerzi v Cambridgeu so letos predstavili miniaturno tipalo, namenjeno robotskim prstom, ki lahko zaznava zelo majhne sile in določi tudi njihovo smer. Tipalo je izdelano iz kompozita, ki vključuje grafen, kapljice tekoče kovine in delce niklja. Raziskovalci so z njim dosegli prostorsko ločljivost 0,2 milimetra. Po navedbah raziskovalne skupine je to približno desetkrat boljša ločljivost od človeške konice prsta.
Sistem lahko razlikuje med običajno silo prijema in stranskimi silami, ki nastanejo, ko začne predmet drseti. Raziskovalci so tehnologijo preizkusili tudi na robotskih prijemalih, ki so lahko prijemala občutljive predmete, ne da bi jih pri tem poškodovala. Raziskava je bila letos objavljena v znanstveni reviji Nature Materials.
Od obiranja sadja do operacij
Takšna tehnologija bi lahko imela precej širšo uporabo od humanoidnih robotov. Raziskovalci med možnimi področji omenjajo robotske proteze, kirurška orodja, avtomatizirano proizvodnjo in kmetijstvo. Robot, opremljen z dovolj občutljivimi tipali, bi lahko denimo pobiral mehko sadje, ne da bi ga poškodoval, ali pa opravljal naloge, pri katerih mora sodelovati neposredno s človekom. Na Cambridgeu razvijajo tudi naslednjo generacijo elektronske kože, pri kateri želijo poleg tridimenzionalnih sil zaznavati še temperaturo, teksturo, drsenje in trdoto površine.
Do robotske kože po celotnem telesu?
Cilj razvoja je, da tipala ne bi bila omejena zgolj na nekaj mest na robotski roki. Touchlab želi tehnologijo dolgoročno razširiti na večje površine robotskega telesa in robotskim sistemom omogočiti nekakšen približek človeškemu čutilu za dotik.
Do tega je še nekaj ovir. Elektronska koža mora biti dovolj vzdržljiva za vsakodnevno uporabo, cenovno dostopna in sposobna obdelovati velike količine podatkov, ki jih ustvarjajo številna tipala.
Toda razvoj kaže, da se robotika premika od strojev, ki okolico predvsem vidijo in analizirajo, proti strojem, ki jo lahko tudi fizično zaznavajo. Prav sposobnost dotika bi lahko bila eden ključnih korakov do robotov, ki bodo lahko varneje in natančneje delali ob ljudeh.
