Roboty poczują ból, a ludzkość na tym skorzysta

Maszyny nie są w stanie poczuć bólu na takiej samej zasadzie jak ludzie, jednak naukowcy próbują jak najbardziej urealnić ich odczucia. Poważnym krokiem w tę stronę będzie implementacja sztucznej skóry.

Oczywiście tworzenie robotów wcale nie musi być jedynym zastosowaniem takiej technologii. W tym przypadku za potencjalnym przełomem stoi zespół z Uniwersytetu w Glasgow, który opracował nowy prototyp „e-skóry”. Jak przekonują sami zainteresowani, proponowane przez nich rozwiązanie zapewnia istotny postęp w dziedzinie robotyki wrażliwej na dotyk.

Czytaj też: Sztuczne neurony zasilane bateriami z radioaktywnych odpadów. Można? Można i naukowcy to udowodnili

Powstała w toku badań i eksperymentów mechaniczna ręka wyposażona w inteligentną skórę wykazała się niezwykłą zdolnością uczenia się reakcji na bodźce zewnętrzne. Wśród nich znalazły się między innymi uderzenia w dłoń. Sztuczna skóra zaprojektowana przez badaczy wykorzystuje nowy rodzaj systemu przetwarzania, który jest oparty na tranzystorach synaptycznych zdolnych do naśladowania ścieżek neuronowych mózgu. W efekcie nawet maszyny mogą nauczyć się odczuwania bólu.

Dotychczasowe próby w tym zakresie zazwyczaj wykorzystywały szereg czujników rozmieszczonych na powierzchni elektronicznej skóry. Umożliwiały one wykrywanie kontaktu tej skóry z obiektami z otoczenia. Problem polega jednak na tym, że tego typu czujniki mogą generować dużą ilość danych, których odpowiednie przetworzenie zajmuje sporo czasu – nie mówiąc o odpowiednich reakcjach.

Wszelkie tego typu opóźnienia przekładają się rzecz jasna na niedokładności, szczególnie problematyczne w przypadku wykonywania zadań w czasie rzeczywistym. Z tego względu przedstawiciele Uniwersytetu w Glasgow postanowili wyeliminować opóźnienia i obniżyć zużycie energii, wykorzystując przy tym sposób zaobserwowany w naturze. Odnosił się on do tego, jak ludzki obwodowy układ nerwowy interpretuje sygnały pochodzące ze skóry.

Sztuczna skóra powinna zrewolucjonizować tworzenie robotów i protez

Inżynierowie szczegółowo opisali swoje dokonania na łamach Science Robotics. Kluczem do sukcesu okazało się przetwarzanie bodźców w miejscu kontaktu, co robi właśnie ludzki organizm. Dzięki temu do mózgu trafiają wtedy najważniejsze informacje, skracając czas potrzebny na ich przetwarzanie. Sztuczna skóra powstała poprzez nadrukowanie siatki 168 tranzystorów synaptycznych wykonanych z nanodrutów z tlenku cynku na powierzchnię elastycznego tworzywa sztucznego.

Później połączyli tranzystor synaptyczny z czujnikiem skórnym umieszczonym na dłoni robota. Czujnik ten odpowiada za rejestrowanie zmian oporu elektrycznego po dotknięciu. Lekki dotyk = niewielka zmiana, natomiast mocniejszy = większa. Warto mieć na uwadze, iż w tej wersji – w odróżnieniu od poprzednich – obwód wbudowany w skórę działa niczym sztuczna synapsa. Redukuje więc dane wejściowe do prostego impulsu i przyspiesza cały proces.

Czytaj też: Jak naukowcy hodują ludzkie ścięgna z wykorzystaniem robotów?

Z czasem robot nauczył się odsuwać od obiektu, który wywoływał u niego „ból”. W przyszłości takie rozwiązanie mogłoby pomóc w projektowaniu robotów zdolnych do eksplorowania świata w niedostępny dotychczas sposób oraz tworzeniu zaawansowanych protez, które będą w stanie naśladować biologiczne kończyny.