Robot s lidským hmatem se pohybuje bez kamer: Singapurští vědci mu dali šestý smysl

Vědci z Národní univerzity v Singapuru vyvinuli systém měkkých robotů, který strojům propůjčuje lidský smysl pro vnímání těla.

Vědci z Národní univerzity v Singapuru vyvinuli systém měkkých robotů, který strojům propůjčuje lidský smysl pro vnímání těla. Díky tomu dokážou detekovat dotyk, vnější síly a pohyb, aniž by se spoléhaly na kamery nebo externí sledovací systémy.

Výzkum se zaměřuje na propriocepci, často označovanou jako „šestý smysl“ těla, která lidem pomáhá chápat polohu a pohyb těla, aniž by se na něj museli dívat. Tým tuto schopnost napodobil u měkkých robotů pomocí rámce, který nazývají „očekávané vnímání“. Systém umožňuje robotovi předvídat, jak by se jeho tělo mělo pohybovat, a toto předpokládané chování porovnávat se smyslovou zpětnou vazbou v reálném čase. Jakýkoli nesoulad signalizuje vnější kontakt nebo interakci s prostředím. Vědci uvádějí, že to robotovi pomáhá rozlišovat mezi vlastním pohybem a vnějšími silami, což je výzva, která měkké robotice dlouho bránila v rozvoji.

Pro otestování technologie vybavil tým flexibilního robota senzory na bázi tekutého kovu, které dokážou měřit ohyb, napětí a deformaci. Robot poté využíval vnitřní snímání k navigaci a reakci na fyzické interakce v reálném čase. „I měkké roboty potřebují propriocepci,“ uvedla profesorka Cecilia Laschi z Katedry mechanického inženýrství Národní univerzity v Singapuru. Tradiční měkké roboty čelí obtížím, protože jejich snímače napětí reagují jak na vlastní pohyb, tak na vnější kontakt, což ztěžuje určení, co se kolem nich skutečně děje. Nový rámec tento problém řeší napodobením toho, jak lidský mozek předpovídá smyslovou zpětnou vazbu. Robot vypočítá svou očekávanou polohu těla na základě pohybových příkazů a porovná ji s údaji ze senzorů shromážděných z jeho flexibilní struktury.

Vědci systém testovali v experimentu s navigací v bludišti, kde se robot pohyboval autonomně bez kamer. Místo toho se zcela spoléhal na dotyk a vnitřní snímání k detekci stěn a úpravě své pohybové dráhy. V dalším testu lidský operátor vedl robota pohyby podobnými masáži nebo lékařskému zákroku prováděnému na figuríně. Robot se poté tyto pohyby naučil a opakoval s vysokou přesností. „Dokázal detekovat vnější kontakt do 0,4 sekundy a rozlišit jeho zdroj s pozoruhodnou přesností,“ řekla profesorka Laschi. „Robot také identifikoval směr působících sil s chybou pod 10 stupňů, a to i v dynamickém prostředí.“

Vědci věří, že tato technologie by mohla zlepšit interakci člověka s robotem ve zdravotnictví, rehabilitaci a asistenční robotice. Měkké roboty vybavené pokročilým snímáním by mohly v budoucnu pomáhat starším uživatelům, pečovatelům nebo podporovat chirurgy během minimálně invazivních zákroků. Tým také vidí uplatnění v podvodní robotice. Roboty inspirované chapadly chobotnic by například mohly využívat vnímání založené na dotyku k navigaci v prostředích, kde kamery mohou selhávat kvůli tmě nebo špatné viditelnosti.