Stanfordaj inĝenieroj disvolvas elektronikan ganton kiu donas al robotoj senton de tuŝo: Elektronika ganto, kiu donas robotajn manojn per iuj el la manlibrolerteco kiun homoj ĝuas

Stanfordo-inĝenieroj evoluigis elektronikan ganton enhavantan sensilojn, kiuj povus iam doni al robotaj manoj la specon de lerteco, kiun homoj konsideras.. Stanfordaj esploristoj evoluigis la haŭtsimilajn tuŝsensilojn, kiuj ebligas al ĉi tiu robota mano liveri ĝuste la ĝustan kvanton da premo por levi kaj movi pingpongan pilkon sen dispremi ĝin..

En papero publikigita nov. 21 en Scienca Robotiko, kemia inĝeniero Zhenan Bao kaj ŝia teamo pruvis, ke la sensiloj funkcias sufiĉe bone por permesi al robotmano tuŝi delikatan beron kaj manipuli pingpongan pilkon sen premagi ilin..

"Ĉi tiu teknologio metas nin sur vojon por doni al robotoj la specon de sentivaj kapabloj trovitaj en homa haŭto.,” Bao diris.

Bao diris, ke la sensiloj en la fingropintoj de la ganto samtempe mezuras la intensecon kaj direkton de premo, du kvalitoj esencaj por atingi manan lertecon. La esploristoj ankoraŭ devas perfektigi la teknologion por aŭtomate kontroli ĉi tiujn sensilojn sed kiam ili faras, roboto portanta la ganton povus havi la lertecon teni ovon inter dikfingro kaj montrofingro sen frakasi ĝin aŭ lasi ĝin gliti.

Elektroniko imitanta vivon

La elektronika ganto imitas la manieron kiel tavoloj de homa haŭto funkcias kune por doni al niaj manoj sian eksterordinaran sentemon.

Nia ekstera tavolo de haŭto estas plenigita per sensiloj por detekti premon, varmo kaj aliaj stimuloj. Niaj fingroj kaj manplatoj estas precipe riĉaj je tuŝsensiloj. Ĉi tiuj sensiloj funkcias kune kun subtavolo de haŭto nomata spinosum, malplena mikroskopa tereno de montetoj kaj valoj.

Tiu bato estas kritika. Kiel nia fingro tuŝas objekton, la ekstera tavolo de haŭto moviĝas pli proksimen al la spinosum. Malpeza tuŝo estas sentita ĉefe per sensiloj proksime al la montetopintoj. Pli intensa premo devigas la eksteran haŭton malsupren en la valojn de la spinosum, ekigante pli intensajn tuŝajn sentojn.

Sed mezuri la intensecon de premo estas nur parto de tio, kion la spinosum ebligas. Ĉi tiu malplena subtavolo ankaŭ helpas malkaŝi la direkton de premo, aŭ tondforto. Fingro premante norde ekzemple, kreas fortajn signalojn sur la sudaj deklivoj de tiuj mikroskopaj montetoj. Ĉi tiu kapablo senti tondforton estas parto de tio, kio helpas nin milde sed firme teni ovon inter dikfingro kaj montrofingro..

Postdoktoriĝa akademiulo Clementine Boutry kaj magistra studento Marc Negre gvidis evoluon de la elektronikaj sensiloj kiuj imitas ĉi tiun homan mekanismon.. Ĉiu sensilo sur la fingropinto de la robota ganto estas farita el tri flekseblaj tavoloj kiuj funkcias en koncerto. La supraj kaj malsupraj tavoloj estas elektre aktivaj. La esploristoj metis kradon de elektraj linioj sur ĉiu el la du alfrontantaj surfacoj, kiel vicoj en kampo, kaj turnis tiujn vicojn perpendikularaj unu al la alia por krei densan aron de malgrandaj sentantaj pikseloj. Ili ankaŭ igis la malsupran tavolon malplena kiel la spinosum.

La kaŭĉuka izolilo en la mezo simple konservis la suprajn kaj malsuprajn tavolojn de elektrodoj dise. Sed tiu disiĝo estis kritika, ĉar elektrodoj kiuj estas proksimaj sen tuŝado povas stoki elektran energion. Dum la robotfingro premis malsupren, premante la suprajn elektrodojn pli proksime al la fundo, la stokita energio pliiĝis. La montetoj kaj valoj de la malsupra tavolo disponigis manieron mapi la intensecon kaj direkton de premo al specifaj punktoj sur la perpendikularaj kradoj., tre kiel homa haŭto.

Delikata tuŝo

Por testi sian teknologion la esploristoj metis siajn tritavolajn sensilojn sur la fingrojn de kaŭĉuka ganto, kaj metu la ganton sur robotmanon. Fine la celo estas enigi sensilojn rekte en haŭt-similan kovraĵon por robotaj manoj. En unu eksperimento, ili programis la gantportantan robotmanon por milde tuŝi beron sen difekti ĝin. Ili ankaŭ programis la ganitan manon por levi kaj movi pingpongan pilkon sen dispremi ĝin, uzante la sensilon por detekti la konvenan tondforton por ekteni la pilkon sen faligi ĝin.

Bao diris, ke kun taŭga programado robota mano portanta la nunan tuŝ-sentan ganton povus plenumi ripeteman taskon kiel ekzemple levi ovojn de transportbendo kaj meti ilin en kartonojn.. La teknologio ankaŭ povus havi aplikojn en robot-helpata kirurgio, kie preciza tuŝkontrolo estas esenca. Sed la finfina celo de Bao estas evoluigi altnivelan version de la ganto, kiu aŭtomate aplikas ĝuste la ĝustan kvanton da forto por manipuli objekton sekure sen antaŭa programado..

“Ni povas programi robotan manon por tuŝi frambon sen dispremi ĝin, sed ni estas tre malproksima de povi tuŝi kaj detekti, ke ĝi estas frambo kaj ebligi al la roboto preni ĝin.," ŝi diris.

Fonto: aldonante, ke ĝi estos interfaka klopodo, de Tom Abate