berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

*Artikel ini adalah isi "Half Moon Talk" edisi ke-13 tahun 2024

Mengapa sulit sekali berjabat tangan dengan robot?

Bayi dapat menggambar banyak ketika mereka berusia 1 tahun, tetapi membiarkan robot belajar memahaminya adalah sesuatu yang tidak dapat dijelaskan dengan jelas oleh ratusan makalah jurnal terkemuka.

Para ilmuwan memberi tahu kita bahwa lebih sulit bagi robot untuk mengambil balon atau mengangkat gelas daripada bermain catur seperti manusia, berbicara seperti manusia, atau berjalan seperti manusia. “Sepuluh tahun yang lalu, ada pepatah di kalangan kami: 'Jangan berjabat tangan dengan robot.'” kata Shen Guozhen, direktur Institut Perangkat Elektronik Fleksibel dan Manufaktur Cerdas di Institut Teknologi Beijing.

Mengapa kamu mengatakan itu? Apa yang hilang dari cara robot yang tidak tahu cara berjabat tangan berinteraksi dengan dunia?

Beda banget kalau tanpa kulit

ternyata--

“Dulu robot tidak punya indera peraba dan tidak bisa mengendalikan kekuatannya. Saat berjabat tangan dengan manusia, mereka tidak tahu kapan harus melepaskan tangannya. tangan." Jawaban Shen Guozhen mengungkap inti utama penelitian robot - tubuh robot. Ada satu organ manusia yang hilang, dan organ terbesarnya: kulit.

Tanpa kulit, sulit bagi robot untuk mengembangkan indera peraba. Salah satu gambar robot klasik dalam sejarah film, "Edward Scissorhands", yang secara tidak sengaja melukai orang dengan kekuatan, masih sering terjadi di laboratorium robotika saat ini.

Oleh karena itu, kita telah membicarakan tentang robot yang menulis esai dan bermain catur, namun kita belum pernah mendengar tentang robot yang terampil menyelesaikan pekerjaan rumah.

Sentuhan sebenarnya merupakan "kombinasi" dari berbagai informasi sensorik: lokasi kontak, ukuran dan arah gaya kontak, suhu, tekstur, dan kekerasan benda kontak (atau bahkan benda non-kontak)... Milik kita kulit dapat menangkap informasi ini dengan sangat hati-hati. Petunjuk diteruskan ke otak, dan banyak reaksi serta tindakan bawah sadar kita dimulai.

Dapat dikatakan bahwa kulit tidak hanya merupakan lapisan penempelan permukaan tubuh seluas hampir 2 meter persegi, tetapi juga penghubung komunikasi dan interaksi antara manusia dan dunia di sekitarnya.

Jadi, bagaimana kalau menambahkan skin pada robot? Bisakah robot memahami dan beradaptasi terhadap lingkungan seperti manusia?

Tangan robot yang dilengkapi kulit elektronik tiga dimensi bionik berinteraksi dengan tangan manusia

Kulit Elektronik, Apa Sebenarnya Itu?

Tentu saja tidak semua robot di film mirip Edward.

Meskipun robot Alita, protagonis film fiksi ilmiah "Alita" bertubuh kurus, dia adalah "pejuang heksagonal". Kekuatan bertarungnya berasal dari "teknologi hitam", termasuk kulit elektronik yang lebih sensitif dibandingkan manusia.

Ya, kulit elektronik. Memungkinkan robot untuk sepenuhnya memahami tubuh mereka sendiri dan lingkungan sekitarnya, kulit elektronik telah menjadi bidang penelitian penting dalam robotika saat ini.

Setelah robot memiliki indra peraba dengan bantuan kulit elektronik, robot dapat membaca sinyal tekanan di lingkungan dengan lebih lengkap dan akurat, serta tindakannya akan lebih fleksibel dan efektif. Secara umum, robot saat ini tidak memiliki umpan balik gaya yang tepat terhadap objek, sehingga sulit untuk menangkap dan memanipulasi objek kecil atau lunak secara akurat. Kulit elektronik dapat memberikan robot masa depan sepasang "tangan terampil", dan mungkin mudah untuk melakukan operasi dengan presisi tinggi.

Lalu apa sebenarnya kulit elektronik itu?

Shen Guozhen memperkenalkan bahwa kulit manusia terdiri dari epidermis, dermis, dan jaringan subkutan, dan kulit elektronik memiliki struktur "sandwich" yang serupa, terdiri dari bahan elektroda, bahan aktif, dan substrat fleksibel. Bahan elektroda berfungsi sebagai lapisan sambungan listrik dan terletak di kedua sisi bahan aktif untuk menerima dan mengirimkan sinyal listrik, fungsi bahan aktif adalah mengubah rangsangan lingkungan menjadi sinyal listrik yang dapat dideteksi; kulit elektronik dan menghubungkannya dengan tubuh robot menjadi satu.

Masalah apa yang harus diselesaikan untuk mengembangkan kulit elektronik? Masalah pertama adalah "kelembutan" bahannya. Kunci kulit elektronik terletak pada kata "lembut". Bahan yang dapat dijadikan kulit harus fleksibel dan dapat diregangkan, tidak kaku dan rapuh. Bagaimana mungkin untuk "memutar jari Anda dengan lembut"?

Saat ini ada tiga arah eksplorasi dalam komunitas ilmiah. Yang pertama berfokus pada fleksibilitas fisik dan berupaya mengembangkan material pada skala yang lebih kecil. Misalnya, nano-silikon yang lembut dan sangat biokompatibel dapat digunakan sebagai sensor biokimia untuk mencapai fungsi kulit sampai batas tertentu. Yang kedua bergantung pada fleksibilitas struktural. Upaya dilakukan untuk mengembangkan berbagai struktur mekanis baru dari logam dan zat lainnya, seperti pegas, spiral, ular... dan mengubah material keras tradisional menjadi material baru dengan kemampuan regangan dan tekukan yang baik. Ilmuwan lain mencoba menerobos fleksibilitas intrinsik dan mengubah sifat bahan polimer melalui rekayasa polimer sehingga memiliki sifat tarik tinggi dan bahkan fungsi penyembuhan diri.

Untuk mengembangkan kulit elektronik, kita juga harus mengerjakan fungsi penginderaannya. Penginderaan adalah dasar bagi mesin untuk memahami lingkungan. Mesin dapat merasakan tekanan dan suhu, menilai berbagai objek yang disentuh, dan mengetahui apakah benda di tangan Anda adalah buah persik atau telur. Sensor sentuhan harus memperoleh berbagai karakteristik permukaan objek kontak semaksimal mungkin, dan memiliki persyaratan sensitivitas penginderaan yang sangat tinggi.

Kulit elektronik multifungsi yang fleksibel, dapat diregangkan, yang dikembangkan oleh tim Shen Guozhen dapat digunakan untuk memantau sinyal fisiologis manusia secara real-time.

Selain itu, cara efisien mengirimkan sinyal yang ditangkap oleh sensor juga menjadi masalah. Kuncinya, bagaimana meminimalisir hilangnya sinyal saat transmisi ke "otak" robot?

Kulit elektronik, ayo dapatkan juga?

Faktanya, kulit elektronik tidak hanya merupakan peralatan robot generasi berikutnya, tetapi juga "layak untuk dimiliki" oleh diri kita sendiri.

Saat ini, dengan semakin maraknya teknologi realitas virtual, kulit elektronik mungkin menjadi bantuan penting bagi manusia untuk menjelajahi metaverse. Di dunia maya, kulit elektronik dapat memulihkan indra peraba semaksimal mungkin, tidak hanya memungkinkan orang untuk "menyentuh" ​​objek virtual hampir secara realistis, tetapi bahkan dapat memulihkan perasaan yang dibawa oleh angin, aliran air, dan api. Sangat meningkatkan rasa pencelupan dan kenyataan.

Selain itu, bagi pasien luka bakar dan luka bakar serta pasien yang diamputasi, kulit elektronik dapat memungkinkan mereka mendapatkan kembali indera peraba dan terus menikmati kehidupan yang lebih baik.

Bagaimana kulit elektronik bisa membantu masyarakat awam yang mampu jasmani dan rohani? “Dapat berfungsi sebagai alat pemantau kesehatan manusia. Kulit elektronik tersebut bersentuhan langsung dengan tubuh manusia dan dapat langsung mengukur status data tubuh kita secara real-time (seperti detak jantung, suhu tubuh, gula darah, dan tekanan darah). ) melalui sensor presisi tinggi, yang setara dengan presisi Tingkat 'gelang kesehatan' telah melonjak." Shen Guozhen mengatakan bahwa jenis teknologi ini telah matang dan produk secara bertahap akan memasuki pasar.

Faktanya, para ilmuwan memiliki gagasan yang lebih berani – dapatkah fungsi ponsel cerdas diintegrasikan ke dalam kulit elektronik? Jika sensor pada kulit elektronik cukup sensitif, sirkuitnya halus dan kinerjanya stabil, bukankah logis untuk "mengklik" posisi kulit elektronik yang berbeda untuk mengirim dan menerima pesan serta melakukan panggilan?

Mungkin saat itu, kita bisa benar-benar meletakkan ponsel kita dan keluar rumah dengan santai.

Judul asli “Berani berjabat tangan dengan robot?” 》

Reporter Banyuetan: Zhang Manzi/Editor: Fan Zhongxiu

Editor: Qin Daixin/Koreksi: Zhang Ziqing