Ręka robota sprawna i subtelna jak ludzka

Ręka robota sprawna i subtelna jak ludzka

Naukowcy z Portsmouth University oraz Shanghai Jiao Tong University opracowali oprogramowanie, które umożliwi skonstruowanie ręki robota, posiadającej możliwości ruchu i kontroli identyczne jak ręka ludzka. Twórcy wierzą, że zapewni ona większą elastyczność i kontrolę w produkcji. Mają również nadzieję na zintegrowanie ręki z interfejsem mózg-komputer (BCI) co umożliwi jej wykorzystanie jako protezy.

„Ten projekt jest ogromnym wyzwaniem,” – powiedział Honghai Liu z Portsmouth University. „Chcemy stworzyć odpowiedni algorytm, który będzie współpracował z urządzeniem.”

„Ręka robota o sprawności ludzkiej jest jednym ze ‘Świętych Grali’ nauki. Nic z istniejących dziś urządzeń nie jest nawet w przybliżeniu tak sprawne.” – dodał Liu.

Zespół wykorzystał do zgromadzenia danych o tym, jak funkcjonuje ludzka ręka, technologię przechwytywania ruchu. Cybernetyczna rękawica pokryta czujnikami była filmowana przez 8 kamer na podczerwień o wysokiej rozdzielczości, które dokonywały pomiaru z precyzją rzędu milimetrów.

Wykorzystując sztuczną inteligencję opartą na rozmytym wnioskowaniu jakościowym oraz impulsowe sieci neuronowe, program będzie mógł analizować ruch ludzkiej ręki w oparciu o zgromadzone wcześniej dane. Połączenie to umożliwi symboliczne opisanie ruchu w formie numerycznej.

Wnioskowanie jakościowe może odpowiadać za zdolność chwytania i manewrowania ręką, a impulsowe sieci neuronowe mogą konwertować opis jakościowy dla modułów sterujących.

Program będzie również w stanie uczyć się określonych ruchów. Imitacja uczenia i wnioskowania będzie wykorzystywana do poprawiania parametrów ruchu. Twórcy są przekonani, że impulsowe sieci neuronowe będą w stanie przechowywać wzory ruchu ludzkiej ręki, co umożliwi urządzeniu uczenie się i naśladowanie subtelnych i bardzo złożonych ruchów.

Liu wierzy, że mając właściwy mechanizm sterowania, technologia ta pomogłaby odzyskać sprawność niepełnosprawnym. „To nad czym pracujemy obecnie, to sterowanie urządzeniem za pomocą fal mózgowych,” – dodał Liu.

Technologia ta ma również wiele innych potencjalnych zastosowań ze szczególnym uwzględnieniem produkcji i medycyny. Operacje wymagające delikatnego dotyku i precyzyjnego ruchu mogą dzięki niej zostać wreszcie zautomatyzowane.

Ręce te będą mogły być wykorzystywane w środowisku produkcyjnym do wykonywania zadań, które dotąd były zbyt skomplikowane dla maszyn.

„Ludzie poruszają się bardziej efektywnie, długimi, płynnymi ruchami. Zawdzięczamy to całym pokoleniom ewolucji i uczymy się tego jako niemowlęta,” – powiedział Xiangyang Zhu z Instytutu Robotyki Shanghai Jiao Tong University.

Technologia ma ogromny potencjał, jednakże badania są jeszcze w bardzo wczesnej fazie. Jak dotąd nie zaangażował się w nie żaden z partnerów z sektora przemysłowego.

„Nie potrafię podać daty,” – powiedział Liu. „Profesor Zhu ma jak na ten etap badań bardzo dobre rezultaty. Jednakże, zanim zaangażujemy w projekt jakąś firmę z zewnątrz, sami chcemy się przekonać czym dysponujemy.”

(lk)