Robot, który czuje jak człowiek: to rzadkie zwierzę pomoże mu powstać

Naukowcy niestrudzenie pracują nad stworzeniem sztucznego człowieka. Sukcesów na tym polu jest coraz więcej, lecz często znajdzie się jakiś element, który ludzkie ciało robi po prostu lepiej. Trzeba wtedy z otwartym umysłem, szukać w niekonwencjonalnych miejscach... Lub stworzeniach. Ci inżynierowie odnaleźli inspirację w Australii.

Niecodzienny sprzymierzeniec rozwoju nauki

Jednym z wielu wyzwań jest nasza, ludzka skóra. Na co dzień o tym nie myślimy, ale to co dzięki niej czujemy to efekt skomplikowanego systemu i mnóstwa receptorów. Rozwiązania, które na tę chwilę można stworzyć syntetycznie, są dalekie od oryginału. Dlatego chińscy naukowcy z Uniwersytetu Tsinghua oraz Instytutu Nanoenergii i Nanosystemów w Pekinie, sprzymierzyli się w poszukiwaniach metody na ten problem.

System, nad którym w tej chwili pracują, został zainspirowany przez endemiczny gatunek zwierzęcia z Australii... Dziobaka. Ten fascynujący ssak, podczas polowania nie polega na swoim wzroku, lecz na sieci zadziwiająco rozbudowanych receptorów skórnych. Zbadanie ich działania, może przynieść dużą korzyść podczas tworzenia sztucznej skóry. Dzięki temu moglibyśmy być świadkami rozwoju szeregu systemów.

Jak odczuwa otoczenie dziobak

Te stworzenia odbierają otoczenie w podwójny sposób, mocno odróżniający je od ssaków czy zwierząt składających jaja (bo dziobak, mimo że jest ssakiem, to nie rodzi potomstwa w taki sam sposób jak pozostałe gatunki). Rozróżnia zarówno mechaniczne zmiany jak i elektryczne. Dzięki temu nie musi się przejmować wzrokiem. I to właśnie, chcą naukowcy skopiować.

Czytaj dalej poniżej

Badacze nauczyli grzyba „prowadzić” miniaturowego robota. To przerażające, co potrafi Jakub Szczęsny

Badania pokazują, że mózg piłkarzy na moment zwalnia na boisku Bartosz Gabiś

"Chcemy odtworzyć możliwości dziobaka w sztucznej skórze, która będzie miała funkcje odbierania otoczenia dotykowo i bezdotykowo. Naszym głównym celem jest poszerzyć zakres percepcji sztucznych systemów, pozwalając robotom na wykrywanie i interakcję z ich otoczeniem, bez polegania na fizycznym kontakcie", powiedział Di Wei, autor wiodący pracy opublikowanej na łamach Science Advances, w której przedstawiono wykonywane badania.

Upraszczając, dziobak odczuwa poza dotykiem, także przy pomocy zmian elektrycznych. Chińscy naukowcy właśnie to spróbowali odtworzyć. Pod cienką warstwą tworzywa sztucznego, umieścili elastomer wzbogacony nieorganicznymi i niemetalowymi nanocząsteczkami, w celu zwiększenia polaryzacji. Dzięki temu system może wykrywać zmiany  w polu elektrycznym, gdy w pobliżu się znajdą naładowane obiekty.

Możliwości sztuczna skóry coraz bliżej prawdziwej

Przewaga rozwiązania zaprezentowanego przez tych inżynierów, spoczywa w jego rozszerzonej funkcjonalności. Poprzez odtworzenie zdolności dziobaka. Skóra może dużo precyzyjniej wyczuć obiekt i zgromadzić o nim informacje. Czyli tak jakby to wyglądało w spowolnionym tempie z doświadczeniem żywych organizmów. Gdy dotkniemy jakiejś powierzchni, informacje są odkodowywane i wiemy, czy coś jest na przykład ciepłe lub zimne.

W naszych czasach ta technologia pewnie się będzie rozwijała jeszcze szybciej. Zespół wykorzystywał do pomocy sztuczną inteligencję, która w połączeniu z ich doświadczeniem dała oszołamiające efekty. Skuteczność rozpoznawania materiałów wyniosła 99,56%. Wykrywano nie tylko obiekty bliskie, ale też oddalone.

Nie tylko roboty na tym skorzystają

Wiedza, którą badacze posiądą w trakcie tego procesu, mogłaby znaleźć szerokie zastosowanie w medycynie. Nie mam na myśli, tylko w formie jak są obecnie roboty wykorzystywane (do pomocy przy przenoszeniu pacjentów i tego podobnych pracach). Chodzi o wparcie prawdziwych ludzi, którzy z różnych przyczyn, potrzebowaliby pomocy technologii do odzyskania czucia.

Dlatego też chiński zespół skupia się teraz na sposobie przyspieszania odczytywania danych przez ich sztuczną skórę. Jeżeli uda się to osiągnąć, można sobie tylko wyobrazić, jak wielkie zmiany czekają takie dziedziny jak protetyka czy robotyka, nie mówiąc o medycynie.