Nowe rozwiązania oraz system produkcyjny, pozwalający wzbogacać
różnorakie roboty o funkcje dotykowe, umożliwią usprawnienie pracy
robotów w środowisku swobodnym, a także zwiększą ich zdolność do
komunikowania się i współpracowania z innymi robotami oraz z ludźmi.
Uczestnicy finansowanego przez UE projektu o nazwie "Nowe
technologie i funkcjonalności bazujące na sztucznej skórze na rzecz
bezpiecznych, autonomicznych i interaktywnych robotów" ('Skin-based
technologies and capabilities for safe, autonomous and interactive
robots' - ROBOSKIN) opracowali nowe technologie sensoryczne oraz systemy
zarządzania, które wzbogacają roboty o sztuczny zmysł dotyku,
stanowiący dotychczas jedynie odległą wizję.
Według partnerów uczestniczących w powyższych badaniach,
pochodzących z Włoch, Szwajcarii oraz Wielkiej Brytanii, istotnym
elementem prac było stworzenie mechanizmów kognitywnych korzystających z
dotykowej informacji zwrotnej (zmysłu "dotyku" i "czucia") oraz z
informacji behawioralnej, w celu zagwarantowania bezpiecznej i wydajnej
interakcji człowiek-robot, w kontekście przyszłych zastosowań.
Sztuczna skóra w dużym stopniu przypomina skórę naturalną, która
składa się z maleńkich sieci nerwowych, zdolnych do wyczuwania i
rejestrowania zmian, takich jak ciepło/zimno czy też
gładkość/chropowatość. W przypadku sztucznej skóry czujniki
elektroniczne rejestrują tzw. "dane dotykowe", które są następnie
przetwarzane przez specjalne oprogramowanie, w obrębie którego uprzednio
zaprogramowano podstawowe zachowania robotów, z możliwością przyszłej
rozbudowy.
"Skupiliśmy się na programowaniu poprzez prezentacje oraz zabawy z
udziałem robotów, dzięki czemu roboty uczą się na podstawie dotyku, a
także podczas wykonywania czynności oraz w trakcie interakcji", tłumaczy
profesor Giorgio Cannata z Uniwersytetu w Genui, będący koordynatorem
projektu.
"Musieliśmy wzbogacić roboty o pewien stopień świadomości, by
umożliwić im reagowanie na zdarzenia dotykowe oraz na kontakt fizyczny
ze światem zewnętrznym", dodaje profesor.
Kacper, przyjazny robot
Jednak poznawczość to w przypadku robotów bardzo złożone
zagadnienie, dlatego uczestnicy projektu ROBOSKIN początkowo ograniczyli
swe ambicje, pragnąc jedynie sklasyfikować rodzaje dotyku w warunkach
laboratoryjnych. Udało im się opracować system mapowania geometrycznego,
bazujący na stałym kontakcie pomiędzy robotem testowym a środowiskiem
zewnętrznym, stanowiący "odzwierciedlenie ciała", czyli zbiór
parametrów, które mogą być interpretowane przez robota jako dane, a
następnie przemieniane w zachowania.
Natomiast poza środowiskiem laboratoryjnym czujniki ROBOSKIN
zastosowano w obrębie typowych punktów dotyku (stopy, policzki, ramiona)
u robota
KASPAR , stworzonego
na Uniwersytecie w Hertfordshire. KASPAR to humanoidalny robot,
opracowany z myślą o ułatwieniu komunikacji z dziećmi cierpiącymi na
autyzm.
"Dzięki opracowanym przez nas czujnikom KASPAR mógł wyczuwać lub
wykrywać kontakt, a pozyskane w ten sposób dane stanowiły ważny etap
zrealizowanego przez nas procesu klasyfikacji, czyli rozróżnienia
pomiędzy, na przykład, pożądanym i niepożądanym dotykiem", tłumaczy
prof. Cannata.
Naukowcy uczestniczący w projekcie ROBOSKIN zbadali różnorakie
technologie, począwszy od stosunkowo prostych czujników pojemnościowych,
stosowanych we współczesnych technologiach sensorycznych, aż po
bardziej wydajne przetworniki, bazujące na materiałach
piezoelektrycznych oraz elastyczne półprzewodniki organiczne.
"W niedalekiej przyszłości będziemy mieć do czynienia z
upowszechnianiem się materiałów piezoelektrycznych, które mogą pełnić
rolę czujników, gdyż reagują na zmiany będące następstwem z kontaktu z
siłą zewnętrzną", przewiduje prof. Cannata. Jednak to czujniki oparte na
półprzewodnikach organicznych przyczynią się do prawdziwej rewolucji,
sugeruje profesor, gdyż w przypadku tego rodzaju czujników możliwe
będzie drukowanie mikroukładów na różnych materiałach organicznych,
takich jak sztuczna skóra oraz tworzywa giętkie, a docelowo technologia
ta będzie znacznie tańsza, po osiągnięciu odpowiedniej skali produkcji.
Promowanie prototypów
Prace projektowe, sfinansowane w ramach inicjatywy ROBOSKIN,
oficjalnie ukończono w lecie zeszłego roku, jednak uczestniczący w nich
naukowcy aktywnie promują poczynione przez siebie odkrycia za
pośrednictwem różnorakich kanałów naukowych, w tym artykułów w
czasopismach "IEEE Xplore" oraz "Science Direct", a także oferują
możliwość dostępu do stworzonych przez siebie prototypów uczestnikom
innych, niekomercyjnych projektów badawczych.
Czujniki dotykowe nie są niczym nowym, podkreśla prof. Cannata,
jednak uczestnikom projektu ROBOSKIN udało się stworzyć system
produkcyjny, umożliwiający wyposażanie różnorakich robotów w funkcje
dotykowe. Unikalne technologie ROBOSKIN stanowią rozwiązanie obecnego od
wielu dziesięcioleci problemu wzbogacania robotów o percepcję
sensoryczną.
"Nadal jesteśmy na etapie pre-komercyjnego prototypu, jednak
jesteśmy przekonani, że najnowsza wersja opracowanych przez nas
czujników dotykowych posiada duży potencjał w zakresie zastosowań
przemysłowych, gdyż fabryki poszukują bezpiecznych i opłacalnych metod
wykorzystania robotów, które będą ściślej współpracować z ludźmi",
tłumaczy koordynator projektu ROBOSKIN.
Złożono co prawda wnioski patentowe, obejmujące część zrealizowanych
prac, jednak uczestnicy projektu podkreślają, że prototypy pozostają
dostępne dla badaczy. Technologię ROBOSKIN zastosowano na przykład w
rozwiązaniu iCub, będącym otwartą platformą robotyczną, stworzoną przez
Włoski Instytut Technologiczny ('Italian Institute of Technology').
"Kluczowym elementem okazało się zagwarantowanie kompatybilności
opracowanego przez nas rozwiązania z różnorakimi platformami
robotycznymi, które mogą zostać opracowane w przyszłości przez osoby
zajmujące się tą szybko ewoluującą dziedziną", zauważa prof. Cannata.
"Właśnie to udało nam się osiągnąć".
Projekt ROBOSKIN uzyskał wsparcie finansowe na badania naukowe w
kwocie 3,5 milionów euro (całkowity budżet projektu wyniósł 4,7 milionów
euro) w ramach Siódmego Programu Ramowego UE (7PR).
Odnośniki do projektów na stronie CORDIS:
-
informacje na temat 7PR w bazie danych CORDIS-
informacje na temat projektu ROBOSKIN w bazie danych CORDIS
Odnośnik do strony internetowej projektu:
-
strona internetowa projektu
"Nowe technologie i funkcjonalności bazujące na sztucznej skórze na
rzecz bezpiecznych, autonomicznych i interaktywnych robotów" -
'Skin-based technologies and capabilities for safe
Odnośniki do powiązanych wiadomości i artykułów:
-
"Mikroskopijny robot wygrywa wyścig" - 'A micro-sized robot wins the race'-
"Poręczne technologie dla wprawnych robotów" - 'Handy technologies for dextrous robots'-
"Robot taki jak Ty" - 'A robot like you'
Pozostałe odnośniki:
-
strona internetowa Agendy Cyfrowej Komisji Europejskiej
poleca:
