Ένας νέος ρομποτικός αισθητήρας που μιμείται την αυτόματη ανθρώπινη αντίδραση στη θερμότητα, χαρακτηρίζεται ως ο πρώτος που φτιάχτηκε στο είδος του παγκοσμίως, σύμφωνα με τους δημιουργούς του.
Η συσκευή κατασκευάστηκε από μια ομάδα ειδικών από το Πανεπιστήμιο Λίβερπουλ Χόουπ (Liverpool Hope University), οι οποίοι λένε ότι είναι ο πρώτος αισθητήρας που μπορεί να ενεργοποιήσει αυτήν την «αισθητηριακή παρόρμηση» και είναι ότι πιο εξελιγμένο και καινοτόμο υπάρχει στη ρομποτική κοινότητα σε αυτό τον τομέα.
Τα ευρήματα της επιστημονικής μελέτης δημοσιεύτηκαν ως άρθρο πρώιμης πρόσβασης στο IEEE Xplore στις 15 Δεκεμβρίου 2021 και δημοσιεύτηκαν αυτόν τον μήνα στο IEEE Sensors Journal.
Ο επικεφαλής της έρευνας, ο Alexander Co Abad, από το Hope’s School of Mathematics, Computer Science and Engineering, λέει ότι το σύστημα είναι τόσο ισχυρό που μπορεί να μετρήσει τις αλλαγές θερμοκρασίας έως 30 βαθμών Κελσίου ανά δευτερόλεπτο – παρόμοιο με το πως κάποιος μπορεί να τραβήξει γρήγορα το χέρι του μακριά από την φωτιά όταν αρχίσει να καίγεται.
Μάλιστα ο Alexander Co Abad αναφέρει ότι ο ασύρματος αισθητήρας με δυνατότητα Wi-Fi θα μπορούσε να έχει πολυάριθμες εφαρμογές στον πραγματικό κόσμο, από την εξερεύνηση του διαστήματος έως τις χειρουργικές επεμβάσεις – ακόμη και τη δημιουργία «θερμοευαίσθητων μαλακών ρομπότ στο εγγύς μέλλον».
Ο Abad προσθέτει: «Αυτό το χαρακτηριστικό θα μπορούσε να είναι χρήσιμο για τα μαλακά ρομπότ προκειμένου να ενεργούν αυτόματα αυτοβούλως, όταν π.χ. τα ανθρωποειδή ρομπότ βρίσκονται εκτεθειμένα στη φωτιά, όπως συμβαίνει με τα ανθρώπινα αντανακλαστικά με την απόσυρση των χεριών όταν αγγίζουν καυτές επιφάνειες, και όλα αυτά μπορεί να χρησιμεύσουν σε έρευνα και διάσωση θυμάτων σε πυρκαγιές, σε βιομηχανικές εφαρμογές και σε διαστημικές εξερευνήσεις».
Αυτή η τεχνολογία δίνει στα ρομπότ την πραγματική αίσθηση της αφής, και τα κάνει ακόμα πιο έμπειρα σε πολύπλοκα περιβάλλοντα.
Ο Alexander Co Abad επισημαίνει, Αν και οι ψυχολόγοι συχνά δηλώνουν ότι η όραση είναι ο κύριος τρόπος με τον οποίο οι άνθρωποι λαμβάνουν πληροφορίες από το περιβάλλον, εν τούτοις όταν η οπτική αντίληψη είναι μειωμένη, η απτική αντίληψη είναι η μόνη φυσική λύση. Ακόμα κι αν η όραση δεν είναι εξασθενημένη, η αίσθηση της αφής λειτουργεί συχνά σε συνδυασμό με την οπτική αντίληψη».
Στο επίκεντρο της εργασίας βρίσκεται αυτό που ονομάζεται αισθητήρας GelSight, που εφευρέθηκε για πρώτη φορά από ειδικούς στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) το 2009, και ο οποίος παρέχει μια εξαιρετικά λεπτομερή οπτική τρισδιάστατη τοπογραφία οποιασδήποτε επιφάνειας επεξεργάζοντας τις πληροφορίες αφής και παρέχει ψηφιακή ανάδραση ανάλογα με το τι αγγίζει μέσω αισθητήρα και κάμερας.
Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει πως ένας αισθητήρας GelSight μπορεί να βοηθήσει έναν ρομποτικό βραχίονα να πιάσει αντικείμενα πιο αποτελεσματικά – κάτι που θα μπορούσε να αποδειχθεί κρίσιμο όταν πρόκειται για χειρουργική επέμβαση με τη βοήθεια ρομπότ.
Ο Abad και οι συνάδελφοί του στο πανεπιστήμιο Hope, συμπεριλαμβανομένου του καθηγητή David Reid και της Dr. Anuradha Ranasinghe, δημιούργησαν τη δική τους, εξαιρετικά χαμηλού κόστους έκδοση ενός αισθητήρα GelSight χρησιμοποιώντας ένα απλό μαξιλαράκι αξίας 1 £ το οποίο χρησιμοποιείται για την εφαρμογή του μακιγιάζ στις γυναίκες, κάτι που σημαίνει ότι η τεχνολογία είναι εξαιρετικά προσιτή σε ένα πλήθος διαφορετικών πεδίων.
Αυτή η νέα έρευνα επικεντρώθηκε στην προσαρμογή του αισθητήρα GelSight ώστε να αντιδρά στην υπερβολική ζέστη. Το έκανε με τη χρήση της λεγόμενης θερμοχρωμικής βαφής, η οποία αλλάζει χρώμα ως απόκριση στις αλλαγές θερμοκρασίας, αλλά επανέρχεται στην κανονική της κατάσταση, μόλις σταματήσει η έκθεση σε διάφορες θερμοκρασίες.
Και όχι μόνο αυτό, αλλά ο νέος αισθητήρας βελτιώθηκε σε σημείο που μπορούσε να ανιχνεύσει και τα τρία “Απτικά Πρωτεύοντα Στοιχεία” – δηλαδή τη δύναμη, τη θερμοκρασία και τους κραδασμούς – όπως και το να μπορεί να καταγράψει τον παλμό κάποιου ατόμου.
Ο Abad εξηγεί: «Επιπλέον, δείξαμε ότι μπορούσαμε εύκολα να ανιχνεύσουμε τη θερμοκρασία χρησιμοποιώντας την τιμή των πρωτευόντων απτικών στοιχείων, και μάλιστα χρησιμοποιώντας διαφορετικά χρώματα και στρώματα θερμοχρωμικών χρωστικών με ποικίλα όρια θερμοκρασίας στην ανακλαστική επίστρωση».
Περιγράφοντας πως ο αισθητήρας μπορεί να μιμηθεί τις γρήγορες αλλαγές θερμοκρασίας που ισοδυναμούν με το αντανακλαστικό απόσυρσης των ανθρώπων, ο Abad λέει: “Αυτός ο θερμοευαίσθητος απτικός αισθητήρας είναι ο πρώτος αισθητήρας θερμοκρασίας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να συναγάγει δυνάμεις αφής με βάση τη μηχανική παραμόρφωση της γέλης».
Ο αισθητήρας άλλαξε γρήγορα χρώμα όταν εκτέθηκε σε θερμότητα μεγαλύτερη από 50 βαθμούς Κελσίου.
Ο Abad λέει, «Μπορέσαμε να μετρήσουμε έναν χρόνο απόκρισης 643 ms από κρύο σε ζεστό, και από ζεστό σε κρύο. Η ταχεία απόκριση θερμοκρασίας του αισθητήρα μας είναι συγκρίσιμη με την απόκριση αντανακλαστικής απόσυρσης στο ανθρώπινο αυτόνομο σύστημα που γίνεται συνήθως σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο στην υπερβολική ζέστη. Ο αισθητήρας μας μπορεί να δώσει στα ρομπότ την ικανότητα να αντιδρούν ως άνθρωποι και να δημιουργούν θερμοευαίσθητα μαλακά ρομπότ στο εγγύς μέλλον».
Διάβασε επίσης: ZTE S30
