Roboty zyskują szósty zmysł

Roboty zyskują szósty zmysł

Naukowcy z Intel’a wykorzystali czujniki pola elektrycznego do stworzenia technologii ‘pre-touch’, która umożliwia robotom dokonanie wstępnej oceny ludzi i obiektów, które napotykają. „Naszym celem jest udoskonalenie zdolności robota do chwytania obiektów.” – powiedział Josh Smith z Intel Research Seattle.

Technologia ‘pre-touch’ sprawia, że robot może ’wyczuć’ z odległości rozmiar i kształt obiektu, do którego się zbliża i zareagować adekwatnie. Smith ma nadzieję, że udoskonalenie tych interakcji krótkodystansowych sprawi, iż roboty staną się bardziej użyteczne w domach, mogąc na przykład przynieść starszej osobie szklankę wody, albo podnieść przedmiot z podłogi.

Zasada na jakiej działają czujniki ‘pre-touch’ jest dość prosta. Każdy czujnik składa się z prostych elektrod, które mogą być wykonane z folii miedzianej albo aluminiowej. Elektrody znajdują się koniuszkach palców. Przyłożenie do elektrod napięcia przemiennego powoduje powstanie pola elektrycznego, które indukuje prąd w elektrodach znajdujących się w palcach. Gdy w bezpośrednim sąsiedztwie czujników znajdzie się przewodzący (metalowy, albo zawierający wodę) obiekt, osłabia on prąd indukowany w elektrodach. Ta zmiana jest rejestrowana przez czujniki. Specjalny algorytm przetwarza te dane i steruje palcami robota tak, by możliwie dopasowały się do chwytanego obiektu.

Czujniki wykorzystane przez Intel’a nazywane są czujnikami zbliżeniowymi pola elektrycznego (EF). Jest technologia opracowana przez Smith’a jeszcze za czasów studiów na MIT. Złożoność tej technologii objawia się przy obiektach ruchomych; nie wystarcza wtedy pojedynczy pomiar, choćby najdokładniejszy, ale konieczna jest cała seria skoordynowanych pomiarów przetworzonych przez specjalny algorytm.

Gdy czujniki przesyłają dane, algorytm porównuje je niemalże w czasie rzeczywistym określając kształt, rozmiar i orientację obiektu. Gdy proces porównywania osiągnie dostateczny stopień pewności, jest to sygnał dla palców, że mogą chwytać obiekt.

„Jednym z kluczowych problemów robotyki jest zdolność robota do wchodzenia w interakcje, dotykanie, czucie i manipulowanie obiektami,” – powiedział Oussama Khatib, profesor ze Stanford. Przyznaje on jednak, że choć technologia ta wygląda obiecująco, wymaga jeszcze lepszego zintegrowania z robotem. Dodaje również, że w przyszłości roboty tego typu będą się posługiwały wieloma czujnikami mierzącymi różne aspekty otaczającego ich środowiska wymagając przy tym algorytmów, które będą w stanie połączyć wszystkie te sygnały w jeden całościowy obraz.

Smith zgodził się z twierdzeniem, że w przyszłości roboty będą polegać na wielu różnych czujnikach. Czujniki EF mają swoje ograniczenia, gdyż nie są w stanie wykryć obiektów nie przewodzących, jak plastik, drewno, czy papier. Smith wraz z zespołem badają inne czujniki, na przykład te mierzące odbicie światła. Jednakże jak sam przyznaje, czujniki EF mają przewagę nad czujnikami optycznymi. Nie są tak wrażliwe na różne faktury materiałów i mniej są podatne na różnorakie zakłócenia.

(lk)