Robot telah berada dalam tahap evolusi konstan dalam hal penglihatan dan pendengaran, tetapi mereka "tidak tahu apa-apa" tentang sentuhan, penciuman, dan rasa. Jika kita ingin berteman dengan robot di masa depan, tentunya kita tidak ingin hancur dan patah saat bersalaman atau berpelukan dengan mereka.
Robot pintar membutuhkan sentuhan.
Kulit manusia dapat merasakan berbagai sensasi seperti sentuhan, nyeri, dan panas, di antaranya persepsi sentuhan adalah yang paling penting. Sentuhan manusia terutama dirasakan oleh empat reseptor taktil yang tersebar di berbagai kedalaman kulit, tetapi sangat rumit bagi mesin untuk mewujudkan fungsi sensorik seperti respons cepat, genggaman yang stabil, peregangan, gaya tangensial, dan arah gerakan.
(Sumber: liu.se)
Selama beberapa dekade, ahli robot telah memikirkan tentang bagaimana membuat mesin terasa, yaitu penginderaan taktil. Metode paling dasar saat ini adalah menggunakan transduser untuk mengubah tekanan menjadi sinyal listrik.
Menurut rentang aplikasi lapisan lembut dan keras dan penutup sensor, sensor taktil biasanya dibagi menjadi tiga kategori. Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian terpenting di dunia adalah kulit fleksibel dan sensor taktil kulit elektronik. Meskipun saraf taktil buatan fleksibel pertama di dunia lahir dua tahun lalu, perkembangan kulit buatan masih lambat.
Matei Ciocarlie, profesor di Departemen Teknik Mesin dan Ilmu Komputer di Universitas Columbia, mengatakan: "Kesenjangan yang selalu sulit dijembatani adalah bahwa ada perbedaan antara pembuatan sensor sentuh dan pembuatan jari."
Jadi Ciocarlie dan Ioannis (John) Kymissis, profesor teknik kelistrikan, datang dengan ide "novel "-" light finger ". Tim peneliti mengklaim bahwa" jari mereka dapat bekerja sangat tinggi pada permukaan yang besar dan melengkung. Akurasi ( < 1 mm) untuk menemukan lokasi sentuhan, yang sangat mirip dengan jari manusia. "
Penelitian ini dipublikasikan di jurnal internasional ternama "IEEE / ASME Mechatronics Proceedings".
(Sumber foto: Universitas Columbia)
Dalam istilah awam, jari ini tidak dirasakan oleh saraf taktil, melainkan dengan "melihat" kecerahan tangan untuk menilai besar kecilnya kekuatannya.
Jari ringan ini adalah kerangka yang dibuat oleh printer 3D, dengan 32 fotodioda dan 30 LED yang berdekatan tertanam di kerangka.Untuk membuat cahaya terang ini hanya terlihat oleh robot, jari-jari tersebut ditutupi dengan kulit silikon reflektif yang lembut.
Ketika jari robot menyentuh suatu benda, bagian luarnya akan berubah bentuk, dan fotodioda pada kerangka akan mendeteksi perubahan cahaya yang dipancarkan oleh dioda pemancar cahaya. Dari sini, sistem dapat memastikan di mana jari menyentuh sesuatu dan seberapa besar gaya yang digunakan. Oleh karena itu, robot tidak akan merasakan indra peraba, tetapi akan melihat indra peraba.
(Sumber: Universitas Columbia)
Sebelumnya, sebuah perusahaan bernama SynTouch mengembangkan "jari air garam" dengan 19 elektroda ultra-sensitif di dalam jari, dengan air garam disuntikkan di antara elektroda dan kulit silikon. Saat menyentuh sesuatu, elektroda akan mendeteksi perubahan tahanan melalui air garam, sehingga dapat diketahui posisi dan intensitas sentuhan tersebut.
Prinsip "jari ringan" Universitas Columbia sebenarnya sangat mirip dengan "jari air asin", kecuali bahwa elektroda dan air garam diganti dengan lampu LED dan fotodioda. Perbedaan terbesar adalah "Light Finger" menggabungkan algoritma pembelajaran mesin AI, membuat analisis dan pemrosesan lebih akurat, dan juga memiliki kemampuan untuk mengkalibrasi sendiri dan terus belajar.
Jika Anda menyodok "jari ringan" ini, semua dioda radio dan televisi akan "bergerak", dan fotodioda di dekat tempat yang ditusuk akan memiliki umpan balik yang lebih besar, dan tempat yang jauh akan mendapat umpan balik yang lebih sedikit. Seluruh sistem dapat memperoleh semua informasi dengan sangat detail. Dengan kata lain, jika Anda menyodok "jari ringan", jari tersebut perlu memproses 960 sinyal dari 32 fotodioda dan 30 LED. Selain itu, karena cahaya dapat memantul dalam ruang melengkung, sinyal ini dapat mencakup bentuk tiga dimensi yang kompleks, seperti ujung jari.
"Hasil kami menunjukkan bahwa jaringan saraf dalam dapat mengekstrak informasi ini dengan akurasi yang sangat tinggi," kata Kymissis. "Perangkat kami benar-benar dirancang dari awal untuk menjadi jari taktil yang dapat digunakan bersama dengan algoritme AI."
Jari-jari manusia memberikan informasi kontak yang luar biasa kaya-ada lebih dari 400 sensor sentuh kecil per sentimeter persegi kulit! Kata Ciocarlie. "Model ini memotivasi kami untuk mencoba mendapatkan data sebanyak mungkin dari jari kami. Sangat penting untuk memastikan bahwa semua kontak di sekitar jari tertutup-kami pada dasarnya membuat jari robotik taktil tanpa titik buta."
Faktanya, dibandingkan dengan transduser rigid lainnya, "light finger" memiliki keunggulan lain, yaitu tidak memerlukan terlalu banyak kabel eksternal dan perangkat elektronik lainnya. Tim tersebut menyatakan bahwa hanya kabel 14 kawat yang dibutuhkan untuk menghubungkan jari yang ringan ke tangan.
Gambar | "Light Finger", untuk menunjukkan struktur internal, tidak ada "kulit silikon" luar yang tercakup di sini (Sumber: Columbia University)
Selanjutnya, para peneliti berniat untuk lebih jauh menggunakan tangan yang diintegrasikan dengan "light finger" untuk mencoba membuktikan ketangkasannya.
Layaknya seorang gadis yang mencari lipstik dari tas yang berantakan dalam perjalanan pulang kerja, ketika cahayanya tidak mencukupi, ia hanya dapat dinilai dengan menyentuh bentuknya, dan robot juga dapat belajar bolak-balik antara penglihatan dan sentuhan.
Daya tarik nyata dari penelitian ini adalah bahwa ketika insinyur lain terobsesi dengan membiarkan robot meniru manusia dari saraf biologis, mereka mencoba mencampur input visual dan taktil dengan cara "non-manusia". Meskipun "jari ringan" ini belum bisa merasakan suhu, kekasaran atau kelembutan, para peneliti tampaknya mencari solusi lain - mendengarkan kekasaran dan kelembutan.
- Dengan kurang dari 10% pekerja dipulihkan, dapatkah Apple mendapatkan kembali "bulan yang hilang" dan mendapatkan layanan 5G?
- Apakah mahkota baru memiliki kekambuhan jangka pendek? Kesimpulan ilmiah menunjukkan esensi dari "Fuyang"
- NASA merilis gambar Mars paling jelas hingga saat ini: 1,8 miliar piksel, terdiri dari lebih dari 1.000 foto
- "Perang pengintaian" dari virus corona baru di bawah mikroskop cryo-electron, analisis virus dari West Lake University diterbitkan di Science
- Jumlah infeksi asing dari virus mahkota baru telah melebihi 10.000. Mengapa WHO tidak menyatakan "pandemi"?
- Metode baru penyadapan telepon seluler! Menguping melalui akselerometer, membajak asisten suara melalui ultrasound
- Katering kelas atas mengantarkan pesan bawa pulang, toko-toko selebriti Internet membudidayakan penggemar besi ... Industri katering kota ajaib, yang ditutup, berdiri di gerai ini