Жаңа зерттеуде ғалымдар адам тәрізді роботтарға кәдімгі жанасу мен ықтимал қауіпті әсерді ажыратуға мүмкіндік беретін электронды теріні таныстырды. Бұрын тек тірі жүйелерге тән бұл функция роботтардың қоршаған ортамен және адамдармен өзара әрекеттесу тәсілін түбегейлі өзгертуі мүмкін.

Сезімтал жүйелердің жаңа буыны

Proceedings of the National Academy of Sciences журналында жарияланған мақалада Мюнхен техникалық университеті мен басқа ұйымдардың зерттеушілері инновациялық электронды тері жасағандарын хабарлады. Бұл тері роботтарға зиянды физикалық әсерді анықтауға мүмкіндік береді, осылайша қауіпсіз және қауіпті өзара әрекеттесуді сенімді ажыратуға жағдай жасайды.

Бұл жаңалық робототехникадағы ескі мәселені шешеді — машиналардың қарапайым қысымды анықтаудан тыс, қауіпсіз әрі бейімделгіш әрекетке мүмкіндік беретін тактильді жүйелерін құру.

Электронды тері қалай жұмыс істейді

Жүйенің негізінде электронды теріге ендірілген иілгіш қысым датчиктерінің желісі жатыр. Жанасу, қысу немесе соққы кезінде бұл датчиктер механикалық күшті электрлік сигналдарға айналдырады. Дәстүрлі жүйелерде мұндай сигналдар тікелей роботтың орталық процессорына беріледі. Ал жаңа әзірлемеде, егер әсер күші белгілі бір шектен асып кетсе, тері бірден моторларға сигнал жіберіп, жедел реакцияны қамтамасыз етеді.

Бұл тәсілдің ерекшелігі — сигналдарды өңдеуінде: жүйе қысымды жай ғана өлшеудің орнына, биологиялық жүйелердегі жүйке импульстарын еліктейтін нейроморфты кодтауды қолданады. Әсер күші жылдам электрлік импульстарға айналады, олардың жиілігі мен сипаты әсердің қарқындылығы мен орнына байланысты өзгереді.

Күш қауіпсіз шектерде болғанда, сигналдар кәдімгі өзара әрекеттесуді көрсетеді. Егер қысым шектен асса, сигналдың сипаты күрт өзгеріп, қорғаныс реакциясын іске қосады.

Артықшылықтары мен сынақтары

Зерттеушілер жүйе тек механикалық стрессті анықтауға арналғанын атап көрсетеді. Ол эмоциялық ауырсыну немесе күрделі сезімдерді имитацияламайды, тек роботтарға зиянды әсерді тануға және оған жауап беруге мүмкіндік беретін функционалды сигнал береді.

Электронды терінің тиімділігін тексеру үшін оны әртүрлі физикалық әсерлерге — жеңіл жанасудан бастап, қауіпті контактіні еліктейтін күшейтілген күштерге дейін — ұшыратты. Барлық тәжірибелерде датчиктер желісі әртүрлі сигналдық үлгілерді тұрақты түрде қалыптастырып, қолданылған күшке қарай қорғаныс реакцияларын іске қосты. Жүйе миллисекундтар ішінде жауап берді, бұл нақты уақытта, мысалы, қауіпті жанасудан шегіну немесе ұстау күшін азайту үшін жеткілікті жылдам. Сонымен қатар, ол көп мәрте жанасу циклдарында сигналдардың тұрақтылығын сақтап, ұзақ мерзімділігін көрсетті.

Қауіпсіздік пен өзара әрекеттесу үшін маңызы

Бұл жетістіктер адам мен роботтың өзара әрекеттесу қауіпсіздігі үшін тікелей маңызды. Роботтар өндірістік ортадан күнделікті өмірге көбірек енген сайын, қауіпті жанасуды тану қабілеті барған сайын өзекті болуда. Жақын қашықтықтағы тапсырмалар кездейсоқ соқтығыстар мен шамадан тыс қысым қаупін арттырады.

Қазіргі роботтарға арналған қауіпсіздік жүйелерінің көпшілігі мұндай тығыз физикалық өзара әрекетке арналмаған. Әдетте сыртқы датчиктер, алдын ала белгіленген қозғалыс шектеулері немесе апаттық өшіру механизмдері қолданылады. Бұл әдістер тиімді болғанымен, баяу немесе икемсіз болуы мүмкін. Сенсорлық жүйені тікелей роботтың терісіне енгізу машинаға физикалық қауіптерге жергілікті және жедел жауап беруге мүмкіндік береді.

Технология сондай-ақ физикалық жанасуды қажет ететін бірлескен тапсырмаларда, мысалы, заттарды манипуляциялау, қозғалысқа көмектесетін құрылғылар мен сервистік робототехникада тиімділікті арттыра алады. Роботтар өзара әрекеттесу кезінде ұстау күшін және жанасуды үнемі реттеп, нәзік заттармен және күтпеген жағдайларда табиғи жұмыс істей алады.

Роботтарды қабылдауға әсері

Қауіпсіздік пен тиімділіктен бөлек, бұл технология адамдардың машиналармен қарым-қатынасын өзгертеді. Физикалық стресске немесе соққыға айқын жауап беретін роботтар, эмоциялық тәжірибесі болмаса да, анағұрлым сезімтал әрі «тірі» болып көрінуі мүмкін. Мұндай кері байланыс адам мен робот арасындағы өзара әрекеттесуді интуитивті етеді: адам екінші адамның қолын тартып алғанда жанасу күшін өзгертетіні сияқты, машинаның көрінетін реакциясы да мінез-құлықты түзетуге және кездейсоқ зақымдану қаупін азайтуға көмектеседі.

Этикалық және дизайндық мәселелер

Потенциалды артықшылықтарына қарамастан, бұл технология роботтардың қаншалықты шынайы болуы керек деген кеңірек сұрақтарды туындатады. Мұндай сенсорлық мүмкіндіктер қауіпсіздік пен тиімділікті арттырса да, биологиядан стратегияларды алу этикалық және дизайндық мәселелерді де көтереді: машиналарға тірі реакцияларды еліктету керек пе?

Кейбір зерттеушілер роботтарға ауырсыну тәрізді сигналдар қажет емес деп санайды. Басқалары биологиялық стратегияларды қолдану — бейімделгіш әрі төзімді машиналар құрудың ең тиімді жолы деп есептейді. Функционалды пайда мен шамадан тыс адамиландырудың әлеуметтік салдары арасындағы тепе-теңдікті табу маңызды, әсіресе сенсорлық жүйе жасанды интеллект негізіндегі эмоциялық реакция бағдарламаларымен байланыстырылса.

Дамудың болашағы

Қазіргі уақытта жүйе зерттеудің ерте кезеңінде және коммерциялық өнімге дайын емес. Қазір электронды тері тек шектеулі беттерді жабады. Гуманоид роботтың бүкіл денесін жабу үшін өндіріс, энергия тиімділігі және деректерді өңдеу салаларында айтарлықтай жетістіктер қажет.

Болашақ зерттеулер датчиктермен жабу аймағын кеңейтуге және ұзақ мерзімділікті арттыруға бағытталады — бұл екі бағыт та технологияны зертханалық прототиптен нақты қолдануға көшіру үшін қажет. Осы қадамдардың әрқайсысы жаңа роботтандырылған терінің зертханадан шығып, шынайы өмірде қолданылу мүмкіндігін анықтауға көмектеседі.