پوست مصنوعی هوشمند: گامی بزرگ برای ربات‌های دارای حس لامسه

حس لامسه، یکی از مهم‌ترین و در عین حال پیچیده‌ترین قابلیت‌هایی است که ربات‌ها از آن بی‌بهره بوده‌اند. با این حال، پژوهشگران در پژوهش‌ها با توسعه فناوری‌های پیشرفته، این شکاف را تجربه کرده و تجربه‌ای مشابه انسان را برای ربات‌ها فراهم می‌کند.

در همین راستا، تیمی با استفاده از یک پوست الکترونیکی جدید، موفق شده‌است و ربات‌ها را می‌فهمد و نسبت به محرک‌های خارجی و کاربردی‌کننده اپلیکیشن‌ها واکنش نشان می‌دهد. این پوست، علاوه بر رسانا بودن، از نظر پذیرفتنی بالاتر است و ماده اصلی آن ژلاتین است.
 

قابلیت نظارت بر محرکهای بیرونی

زمانی که یک الکترود این پوست مرتبط می‌شود، می‌شود، دریافت و تحلیل‌هایی را نشان می‌دهد که عصبی‌های مصنوعی مرتبط با آسیب‌های خاص به علت می‌شوند. این باعث می‌شود ربات محرک‌هایی مانند لمس‌های ملایم، تغییرات دما و حتی درد را حس کند.

در این فناوری، از نوعی حسگر چندوجهی استفاده می‌شود که امکان شناسایی انواع محرک‌ها را می‌سازد. عملکرد این سامانه به این صورت است که ابتدا توسط حسگرهای داخلی جمع آوری می شود و سپس به بررسی های الکترونیکی قابل تفسیر تبدیل می شود.

با پیشرفت‌های چشمگیر، چالش‌هایی نیز در مسیر توسعه این فناوری وجود دارد. برای نمونه، موارد مختلف تولید شده از حسگرهای مختلف با ترکیب تداخل پیدا می‌کنند و یا به دلیل ماهیت نرم‌افزار و آسیب پذیر ژلاتین، ساختار پوست دچار آسیب می‌شود.

پژوهشگران ساخته‌اند که هنوز فناوری پوست مصنوعی به سطحی نرسیده است که می‌تواند آن را با پوست واقعی انسان مقایسه کند، اما به‌گفته آنها، این پیشرفت از تمام نمونه‌های مشابه عملکرد بهتری دارد.
 

مرحله آزمایش و جمع آوری داده ها

در مرحله آزمایش، پژوهشگران با ذوب یک نوع هیدروژل رسانای ژلاتینی، قالبی به شکل دست انسان ایجاد کردند. این دست با پیکربندی‌های مختلف از الکترودها تا بهترین چینش ممکن است برای ثبت اطلاعات دقیق از نتایج شناسایی شود.

برای این دست مصنوعی در معرض انواع آزمایش از محرک ها قرار گرفت. از ضربه‌های ملایم با انگشت گرفته تا شرایط سخت‌تری مانند حرارت ناشی از تفنگ حرارتی یا حتی بریدگی با جراحی چاقی. در هر مرحله، داده‌های حاصل از پاسخ پوست به محرک‌ها و پیکربندی الکترودها ثبت و تحلیل شدند.

در مجموع، تیم تحقیقاتی اعلام کرد که بیش از یک میلیون و هفتصد هزار قطعه را از بیش از هشتصد و شصت هزار مسیر در سطح پوست جمع آوری کرده است. بر اساس این داده ها، یک مدل ماشینی طراحی شده است که قادر است لمس را تشخیص دهد و با سیستم های رباتیک یکپارچه شود.
 

افق‌های پیش‌رو

به باور باور، گام بعدی می‌تواند تلفیق این پوست مصنوعی با اندام‌های مصنوعی انسانی باشد. اقدامی که در صورت فراهم شدن امکان احساس لامسه، می‌توان زندگی افراد دارای اندام مصنوعی را به‌طور طبیعی چشمگیری از بخشید.

همچنین این فناوری قابلیت استفاده در حوزه های دیگری مانند صنایع خودرو یا عملیات امداد و نجات در شرایط بحرانی را دارد. جایی که داشتن حس لامسه می‌تواند نقشی در تصمیم گیری‌های لحظه‌ای ایفا کند.