uutiset

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

*Tämä artikkeli on "Half Moon Talk" -lehden 13. numeron sisältö vuonna 2024

Miksi robotin kätteleminen on niin vaikeaa?

Vauvat voivat arvostaa 1-vuotiaana, mutta se, että robotti oppii ymmärtämään, on asia, jota sadat huippulehtipaperit eivät pysty selittämään selkeästi.

Tiedemiehet kertovat meille, että robotin on vaikeampaa poimia ilmapallo tai nostaa lasia kuin pelata shakkia kuin ihminen, puhua kuin ihminen tai kävellä kuin ihminen. "Kymmenen vuotta sitten piirissämme oli sanonta: "Älä kättele robotteja." sanoi Shen Guozhen, Beijing Institute of Technologyn joustavien elektronisten laitteiden ja älykkään valmistuksen instituutin johtaja.

Miksi sanot noin? Mitä puuttuu tavasta, jolla robotti, joka ei osaa kätteleä, on vuorovaikutuksessa maailman kanssa?

Se on todella erilaista ilman ihoa

osoittautui olevan--

"Aiemmin roboteilla ei ollut kosketusaistia, eivätkä he pystyneet hallitsemaan voimaansa. Kun kättelevät ihmisiä, he eivät tienneet milloin päästää käsistään irti. Jos he eivät olleet varovaisia, he saattavat murskata ihmisten luut. Shen Guozhenin vastaus paljasti robottitutkimuksen keskeisen ytimen - robotin ruumiin. Yksi ihmiselin puuttuu, ja se on suurin: iho.

Ilman ihoa robottien on vaikea saada kehittynyttä kosketusaistia. Yksi elokuvien historian klassisista robottikuvista, "Edward Scissorhands", vahingoittaa vahingossa ihmisiä voimalla, ei ole vieläkään harvinaista robotiikkalaboratorioissa.

Tästä syystä olemme jo puhuneet roboteista, jotka kirjoittavat esseitä ja pelaavat shakkia, mutta emme ole vielä kuulleet roboteista, jotka suorittavat taitavasti kotitöitä.

Kosketus on itse asiassa useiden aistitietojen "yhdistelmä": kosketuksen sijainti, kosketusvoiman koko ja suunta, kosketuskohteen (tai jopa kontaktittoman kohteen) lämpötila, rakenne ja kovuus... iho voi vangita tämän tiedon erittäin hienovaraisesti Vihjeet välitetään aivoihin, ja monet tiedostamattomista reaktioistamme ja toimistamme alkavat.

Voidaan sanoa, että iho ei ole vain lähes 2 neliömetrin kiinnityskerros kehon pinnalla, vaan myös viestintälinkki ja vuorovaikutus ihmisten ja heitä ympäröivän maailman välillä.

Entäpä skinin lisääminen robottiin? Voivatko robotit havaita ja mukautua ympäristöön kuten ihmiset?

Bionisella kolmiulotteisella elektronisella iholla varustettu robottikäsi on vuorovaikutuksessa ihmisen käden kanssa

Electronic skin, mikä se tarkalleen on?

Tietenkään kaikki elokuvien robotit eivät näytä Edwardilta.

Vaikka tieteiselokuvan "Alita" päähenkilö robotti Alita on laiha, hän on "kuusikulmainen soturi". Hänen taisteluvoimansa tulee "mustasta teknologiasta", mukaan lukien elektroninen iho, joka on herkempi kuin ihminen.

Kyllä, elektroninen iho. Elektronisesta ihosta on tullut tärkeä tutkimusalue robotiikassa, koska se antaa robottien täysin havaita oman kehonsa ja ympäröivän ympäristönsä.

Kun robotti on saanut kosketusaistin elektronisen ihon avulla, se pystyy lukemaan ympäristön painesignaalit täydellisemmin ja tarkemmin, ja sen toiminta on joustavampaa ja tehokkaampaa. Yleisesti ottaen nykyisistä roboteista puuttuu tarkka voimapalaute esineisiin, mikä vaikeuttaa pienten tai pehmeiden esineiden tarkkaa ottamista ja käsittelyä. Elektroninen iho voi antaa tuleville roboteille "taitavat kädet", ja voi olla helppoa suorittaa erittäin tarkkoja leikkauksia.

Joten mikä on elektroninen skin?

Shen Guozhen esitteli, että ihmisen iho koostuu epidermiksestä, verinahasta ja ihonalaisesta kudoksesta, ja elektronisella iholla on samanlainen "sandwich"-rakenne, joka koostuu elektrodimateriaaleista, aktiivisista materiaaleista ja joustavista substraateista. Elektrodimateriaali toimii sähköisenä liitäntäkerroksena ja se sijaitsee aktiivisen materiaalin molemmilla puolilla sähköisten signaalien vastaanottamiseksi ja lähettämiseksi elektroninen iho ja sen yhdistäminen robotin runkoon sopivat yhteen.

Mitä ongelmia tulee ratkaista elektronisen skinin kehittämiseksi? Ensimmäinen ongelma on materiaalin "pehmeys". Avain elektroniseen ihoon on sanassa "pehmeä". Ihona toimivien materiaalien tulee olla joustavia ja venyviä, ei jäykkiä ja hauraita. Kuinka on mahdollista "kiertää sormia pehmeästi"?

Tiedeyhteisössä on nyt kolme tutkimussuuntaa. Ensimmäinen keskittyy fyysiseen joustavuuteen ja pyrkii kehittämään materiaaleja pienemmässä mittakaavassa. Esimerkiksi pehmeää ja erittäin bioyhteensopivaa nanopiitä voidaan käyttää biokemiallisena anturina saavuttamaan ihon toimintoja jossain määrin. Toinen perustuu rakenteelliseen joustavuuteen. Metalleista ja muista aineista pyritään kehittämään erilaisia ​​uusia mekaanisia rakenteita, kuten jousia, spiraaleja, käärmeitä... ja muuntaa perinteisiä kovia materiaaleja uusiksi materiaaleiksi, joilla on hyvät venytys- ja taivutusominaisuudet. Muut tutkijat yrittävät murtaa polymeerimateriaalien luontaisen joustavuuden ja muuttaa niiden ominaisuuksia polymeeritekniikan avulla niin, että niillä on korkeat vetolujuusominaisuudet ja jopa itsekorjautuvat toiminnot.

Elektronisen ihon kehittämiseksi meidän on myös työstettävä tunnistustoimintoa. Tunnistus on perusta, jolla koneet havaitsevat ympäristön. Ne pystyvät aistimaan paineen ja lämpötilan, arvioimaan erilaisia ​​kosketettuja esineitä ja kertomaan, onko kädessäsi persikka vai muna. Tuntoanturin on saatava mahdollisimman täydellisesti kosketuskohteen pinnan erilaisia ​​ominaisuuksia ja sillä on erityisen korkeat vaatimukset tunnistusherkkyydelle.

Shen Guozhenin tiimin kehittämää joustavaa, venyvää, monikäyttöistä elektronista ihoa voidaan käyttää ihmisen fysiologisten signaalien reaaliaikaiseen seurantaan.

Lisäksi ongelmana on se, kuinka tehokkaasti välittää anturien sieppaamat signaalit. Tärkeintä on, kuinka minimoida signaalien katoaminen lähetyksen aikana robotin "aivoille"?

Sähköinen skin, hankitaanko myös sellainen?

Itse asiassa elektroninen skin ei ole vain seuraavan sukupolven laitteita roboteille, vaan myös "on arvoinen" itsellemme.

Nykyään, kun virtuaalitodellisuusteknologia on nousussa, elektroninen iho voi olla tärkeä apu ihmisille metaversumien vaeltamisessa. Virtuaalimaailmassa elektroninen iho voi palauttaa kosketusaistin suurimmassa määrin, jolloin ihmiset voivat "koskea" virtuaalisia esineitä lähes realistisesti, mutta se voi jopa palauttaa tuulen, veden virtauksen ja tulen tuomat tunteet. parantaa huomattavasti uppoamisen ja todellisuuden tunnetta.

Lisäksi palovammapotilailla ja amputoituneilla potilailla elektroninen iho voi antaa heille mahdollisuuden saada takaisin kosketusaistinsa ja jatkaa paremmasta elämästä.

Kuinka elektroninen iho voi auttaa tavallisia fyysisesti ja henkisesti kykeneviä ihmisiä? "Se voi toimia ihmisten terveyden seurantalaitteena. Elektroninen iho on suorassa kosketuksessa ihmiskehoon ja voi mitata suoraan kehotietojemme reaaliaikaista tilaa (kuten sykettä, ruumiinlämpöä, verensokeria ja verenpainetta ) korkean tarkkuuden antureiden kautta, mikä vastaa tarkkuutta. Terveysrannekkeen taso on noussut." Shen Guozhen sanoi, että tämäntyyppinen tekniikka on kypsynyt ja tuotteet tulevat vähitellen markkinoille.

Itse asiassa tiedemiehillä on rohkeampi idea - voidaanko älypuhelimien toiminnot integroida sähköiseen ihoon? Jos elektronisen skinin anturi on riittävän herkkä, piiri on sileä ja suorituskyky vakaa, eikö olisi loogista "klikata" elektronisen skinin eri kohtia lähettää ja vastaanottaa viestejä ja soittaa?

Ehkä sitten voimme todella laskea matkapuhelimemme ja mennä ulos kevyesti.

Alkuperäinen nimi "Uskotko kätellä robotin kanssa?" 》

Banyuetan-toimittaja: Zhang Manzi / Toimittaja: Fan Zhongxiu

Toimittaja: Qin Daixin / Oikoluku: Zhang Ziqing