Роботы с "чувством"


Роботы получат беспрецедентно чувствительную кожу, оснащенную новым поколением сенсоров, сообщает Science Daily. Роботы могут стать намного более «чувствительными» благодаря новым сенсорным технологиям, разработанным европейскими учеными. Инновации приведут к разработке новых платформ для работы роботов, которые в один прекрасный день появятся на промышленных предприятиях, в больницах и даже в наших домах.
Новые функции и инновационная система для повышения «чувствительности» позволят усовершенствовать работу роботов при различных установочных параметрах и их способность взаимодействовать и сотрудничать друг с другом и с людьми.
Проект «Технологии, основанные на использовании новой искусственной кожи и новых функций, разработанные для безопасных, автономных и интерактивных роботов» (ROBOSKIN) финансируется ЕС. В ходе проекта разработаны новые сенсорные технологии и системы управления роботами, которые наделили их функцией искусственного осязания, до сих пор незнакомой роботам.
По словам партнеров по проекту из Италии, Швейцарии и Великобритании, было очень важно создать роботов, которые использовали бы тактильные ощущения, такие как «прикосновения» или «осязание», и выработать у них поведенческие механизмы, предполагающие, что взаимодействие между человеком и роботом безопасно и будет эффективно в случае предполагаемого продолжения данного взаимодействия.
Искусственная кожа смоделирована в значительной степени по образцу настоящей кожи. Учеными была создана сеть крошечных нервных окончаний, способных чувствовать или ощущать происходящие снаружи изменения; они чувствуют холод или тепло, различают шершавые и гладкие поверхности. В случае с роботами электронные сенсоры собирают эти так называемые «тактильные данные» и обрабатывают их с помощью фронтально загруженного прикладного программного обеспечения, которое впоследствии определяет модель поведения самого робота.
«Таким образом, мы выбрали программирование посредством демонстрации и «обучения», чтобы роботы поняли, как они должны ощущать, действовать и взаимодействовать, – поясняет координатор проекта профессор Джорджио Каната из Университета Генуи, Италия. – Мы должны были обеспечить роботов необходимой информацией, чтобы помочь им научиться правильно реагировать на тактильный и физический контакт с внешним миром».
Каспар – дружелюбный робот
Система восприятия роботов чрезвычайно сложна, поэтому исследователи проекта ROBOSKIN начали с простых лабораторных испытаний по классификации типов или степеней ощущений. Они создали геометрическую карту, основываясь на данных, полученных в ходе продолжительного контакта между испытуемым роботом и окружающей средой, чтобы разработать «представление о теле» – систему параметров, посредством которых получаемые из внешнего мира данные могут быть преобразованы роботом в поведенческую реакцию.
С другой стороны, сенсорные ткани ROBOSKIN были использованы уже и не в лабораторных условиях: их прикрепили роботу Каспару из университета в Хартфордшире к местам наиболее частых соприкосновений (ноги, щеки, руки). Этот робот-гуманоид был разработан, чтобы помогать детям, страдающим аутизмом, развивать навыки общения.
«С помощью наших датчиков робот чувствовал или обнаруживал контакты, а собранные таким образом данные помогли нам составить классификацию контактов. Например, мы выделили группы желательных и нежелательных прикосновений», – объясняет профессор Каната.
Ученые, работающие над проектом ROBOSKIN, пробовали работать с различными технологиями – от распространенных сегодня в технологиях восприятия емкостных датчиков до высокопроизводительных датчиков, используемых в пьезоэлектрических материалах. Ученые пробовали работать и с гибкими органическими полупроводниками.
«В ближайшем будущем мы все чаще будем работать с пьезоэлектрическими материалами. Они могут действовать как датчики, потому что способны реагировать на изменения, вызванные контактом с внешней силой, – предсказывает профессор Каната. – Но датчики с использованием органических полупроводников – это будущее такого рода технологий, так как мы со временем сможем создавать микросхемы на различных органических материалах, таких как искусственная кожа или на гибких материалах, и они в конце концов станут гораздо дешевле в производстве, и их производство станет массовым».
Проект ROBOSKIN должен был закончиться прошлым летом, но исследователи продолжают совершенствовать свои наработки. При этом они активно занимаются продвижением технологии и поиском источников финансирования
Александр Федоров