2023. 07. 26. - 10:10
Új, bőrszerű érzékelők forradalmasíthatják a protéziseket
Automata eljárást fejlesztettek ki lágy érzékelők előállítására a kutatók. Az alkalmazást különösen a robotika és a protetika területén képzelik el.
Automata eljárást fejlesztettek ki lágy érzékelők előállítására a Müncheni Műszaki Egyetem (TUM) müncheni robotikai és gépi intelligencia intézetének (MIRMI) kutatói. Ezek az univerzális mérőcellák szinte bármilyen tárgyhoz rögzíthetők - használatukat különösen a robotikában és a protetika területén kívánják bevetni.
„Környezetünk észlelése és érzékelése elengedhetetlen ahhoz, hogy megértsük, hogyan lehet hatékonyan kölcsönhatásba lépni vele. A tárgyakkal való interakciók egyik fontos tényezője az alakjuk. Ez határozza meg, hogyan tudunk bizonyos feladatokat elvégezni" – mondta el Sonja Groß, a TUM Müncheni Robotikai és Gépi Intelligencia Intézetének (MIRMI) kutatója.
Emellett a tárgyak fizikai tulajdonságai - például keménységük és rugalmasságuk – hatással van arra, miként tudjuk megragadni és manipulálni azokat.
Mesterséges kéz - interakció a robotrendszerrel
A robotika és a protézisek terén fantasztikus előrelépésnek számít az ember szenzomotorikus készségeinek valósághű emulációja – például a kéz helyettesítése. Olvasd el: A 3D nyomtatott robotujj valódiként fogja a tárgyakat
Új, bőrszerű érzékelők forradalmasíthatják a protéziseket
A robotika területén a legtöbb eszközbe teljesen integrálják az erő- és nyomatékérzékelőket. Ezek a mérés-érzékelők értékes visszajelzést adnak a robotrendszer, például a mesterséges kéz és a környezet kölcsönhatásairól.
A hagyományos érzékelők testreszabási lehetőségei azonban korlátozottak. Nem köthetők tetszőleges objektumokhoz sem.
Vagyis, eddig nem létezett eljárás tetszőleges alakú és méretű merev tárgyak szenzorainak előállítására. Sonja Groß és Diego Hidalgo kutatásának ez volt a kiindulópontja.
Új keretrendszert a lágy érzékelők számára első alkalommal mutattak be a kutatók. Puha, bőrszerű anyaggal álltak elő, amely körülveszi a tárgyakat. Olvasd el: Paralízises embereknek segít a vadonatúj robotkéz
A kutatócsoport olyan keretrendszert is kifejlesztett, amely nagymértékben automatizálja ezen bőr gyártási folyamatát.
„Szoftvert használunk az érzékszervi rendszerek szerkezetének felépítéséhez - magyarázta Hidalgo. - Ezután elküldjük az információt egy 3D-s nyomtatóra, ahol a lágy érzékelőink készülnek."
A nyomtató vezetőképes fekete pasztát fecskendez folyékony szilikonba. A szilikon megkeményedik, a pasztát azonban bezárja és folyékony marad. Amikor az érzékelőket összenyomják vagy megnyújtják, az elektromos ellenállásuk megváltozik.
„Ez megmutatja, mekkora nyomó- vagy nyújtóerő hat egy felületre. Az elvet arra használjuk, hogy általános megértést nyerjünk a tárgyakkal való kölcsönhatásokról, s különösen, hogy megtanuljuk, hogyan kell irányítani az ezekkel a tárgyakkal kölcsönhatásba lépő mesterséges kezet" – mondta el Hidalgo.
Munkájukat az eddigiektől az különbözteti meg, hogy a szilikonba ágyazott érzékelők alkalmazkodnak a kérdéses felülethez – lehetnek azok ujjak vagy kezek is -, de így is pontos adatokat szolgáltatnak, amelyek felhasználhatók a környezettel való interakcióhoz.
„A puha, bőrszerű érzékelők 3D-s objektumokba integrálása új utakat nyit meg a mesterséges intelligencia fejlett tapintóérzékeléséhez – fejtette ki Sami Haddadin professzor, a MIRMI ügyvezető igazgatója. - Az érzékelők valós időben szolgáltatnak értékes adatokat a nyomóerőkről és az alakváltozásokról – így azonnali visszajelzést adnak. Ez kibővíti egy tárgy vagy egy robotkéz érzékelésének tartományát – megkönnyítve a kifinomultabb és érzékenyebb interakciót.”
Haddadin hozzátette, hogy a fenti kutatás eredménye általános forradalmat idézhet elő olyan iparágakban, mint a robotika, a protézisek és az ember-gép interakció - azzal, hogy lehetővé teszi vezeték nélküli és testreszabható szenzortechnológiák létrehozását tetszőleges tárgyak és gépek számára.
L.A.
