وقتي روبات معني دست*دادن را مي*فهمد

وقتي روبات معني دست*دادن را مي*فهمد

http://khabaronline.ir/images/position1/2010/4/skin.jpg

با افزايش توانايي روبات*ها و استفاده آن*ها از توانايي*هاي بينايي و شنوايي، پژوهشگران درتلاشند احساس لامسه را نيز به اين ماشين*ها بيافزايند. پوست مصنوعي، يكي از تازه*ترين دستاوردهاي روباتيك به شمار مي*رود.
ابوالفضل كريمي: شايد پوست يكي از تعيين كننده*ترين معيارها براي زيبايي باشد ، اما براي روبات*ها طراحي يك پوست كارآمد مي*تواند نقش مهمي در مقبوليت آن*ها در اجتماع بازي كند. يك پوشش حساس به تماس مي*تواند از آسيب وارد كردن تصادفي اين روبات*ها به ديگران پيشگيري كند.
به گزارش نيوساينتيست، در ماه مي / ارديبهشت ، تيمي از موسسه تكنولوژي ايتاليا، آي.آي.تي در جنوآ اولين پوست حساس به لمس را كه براي روبات انسان*نماي iCub طراحي شده است به آزمايشگاه*هاي سراسر اروپا خواهد فرستاد. آي.آي.تي و شركايش توانسته*اند سنسورهاي قابل انعطافي را بسازند كه روبات*ها را قادر به لمس دنياي اطرافشان مي*كند.
جورجيو متا دانشمندان روبوتيك در آي.آي.تي در اين باره گفت: «پوست يكي از تكنولوژي*هايي بود كه كمبود آن در روبات*هاي انسان*نما احساس مي*شد. يكي از اهداف ساخت اين روبات*ها ارتباط آسان و نزديك با انسان است. اما اين موضوع زماني امكان*پذير است كه روبات از آن*چه توسط اعضاي موتوري قدرتمندش لمس مي*كند، آگاه باشد».
پوستي از سيليكون
متخصصان روباتيك تاكنون روش*هاي متعددي را امتحان كرده*اند تا بتوانند يك پوست حسگر بسازند. در نمونه*هاي اوليه مانند روبات CB2 كه در دانشگاه اوزاكاي ژاپن طراحي شده، چند صد سنسور داخل يك پوست سيليكوني قرار گرفت.
ريچارد واكر از موسسه Shadow Robot واقع در لندن گفت: «اكنون روش*هاي بسيار زيادي براي حس كردن در حال پديدار شدن هستند. اما تا زماني كه اين روش*ها روي روبات*هاي متعددي آزمايش نشوند، نمي*توان گفت كدام يك از آن*ها براي چه كاربردي مناسب هستند».
متا مي*گويد: «علاوه بر اين ، معيارهاي زيادي وجود دارد كه بايد در پوست وجود داشته باشد. براي مثال پوست بايد قابل انعطاف باشد، مساحت زيادي را بپوشاند و قادر باشد حتي كوچك*ترين تماس*ها را در هرجايي روي خود تشخيص دهد».
iClub
يك روبات انسانن*ما و در اندازه يك كودك سه و نيم ساله است. بودجه اين پروژه توسط كميسيون اروپا تامين شده است. خصوصيات تكنيكي iCub كاملا متن باز بوده و تاكنون بيش از 15 آزمايشگاه در سراسر اروپا نمونه*هاي خود از اين روبات را ساخته*اند. بنابراين آي.آي.تي براي تست كردن پوست طراحي شده خود روبات*هاي زيادي در اختيار خواهد داشت.
اين پوست از بوردهاي مثلثي شكل قابل انعطافي ساخته شده كه مدارهاي الكتريكي روي آن چاپ شده است . اين بوردها به عنوان سنسور عمل كرده و قسمت زيادي از بدنه iCub را مي*پوشاند. هر مثلت قابل انعطاف 3 سانتي*متر است و داراي 12 اتصال مسي خازني است. بين اين بردها و لايه خارجي كه از جنس ليكراست و يك تماس فلزي بين هر كدام از اين اتصالات مسي برقرار مي*كند، يك لايه لاستيك سليكوني به عنوان جدا كننده قرار مي*گيرد . لايه ليكرا و مدارهاي قابل انعطاف دو طرف خازن*هاي حس كننده فشار اين پوست را تشكيل مي*دهند.
با اين شيوه طراحي ، 12 پيكسل لمسي يا taxel در هر مثلث حس خواهد شد. اين دقت taxel مي*توان الگوهايي مانند چنگ انسان را روي بازوي روبات تشخيص داد.
اين روبات مي*تواند فشاري به اندازه وزن يك گرم را روي هر taxel حس كند. هم*چنين اين پوست به سنسورهاي حس كننده دما كه از نيمه*رساناها ساخته شده*اند نيز مجهز است. قرار است اولين نمونه از اين پوست در ماه مي / ارديبهشت ارائه شود.
آي. آي. تي همچنين تصميم دارد يك لايه از پليمر پيزوالكتريك يا PVDF به اين پوست اضافه كند. زيرا سنسورهاي خازني فقط فشار مطلق را اندازه*گيري مي*كنند، اما PVDF*ها در هنگام تغيير شكل بر اثر تماس ولتاژي توليد مي*كنند كه از آن مي*توان براي تخمين نرخ تغييرات فشار استفاده كرد.
بنابراين اگر يك روبات نوك انگشتش را روي يك سطح بكشد ، مي*توان با كمك لرزشي كه در اثر اصطحكاك توليد مي*شود جنس سطح را حدس زد. با چنين حساسيتي مي*توان تخمين زد كه چه ميزان نيرو براي بلند كردن اشيا مختلف مانند يك بشقاب چيني لغزنده لازم است.
پوست كوانتومي
فيليپ تيسام، رئيس شركت بريتانيايي پراتك در شمال يورك شاير چندان علاقه*اي به پوست*هاي حسگر كه با خازن*ها ساخته شده*اند ندارد ، چرا كه معتقد است بر اثر استفاده پي در پي ، اين پوست*ها حساسيت خود را از دست مي*دهند.
پراتك در عوض يك ماده الاستيك و كشي را به نام كامپوزيت تونلي كوآنتومي QTC معرفي كرده است. اين محصول از يك لايه پليمري مانند لاستيك سيليكوني تشكيل شده كه توسط نانوذرات ميخي نيكل پر شده است. يك ولتاژ در سراسر اين پوست منتشر مي*شود و زماني كه فشرده مي*شود، همراه با كوچك شدن پليمر ، فاصله بين نانوذرات تغيير پيدا كرده و باعث جريان پيدا كردن الكترون*ها يا تونل شدن آن*ها از يك نانوذره به ناحيه بعدي كه در حال لمس شدن است مي*شود. مقاومت الكتريكي اين ماده سريعا كاهش پيدا مي*كند و به نسبت نيرويي كه به سطح وارد شده، مي*توان ميزان تماس را اندازه*گيري كرد.
در آزمايشگاه رسانه*اي موسسه تكنولوژي ماساچوست، ام.آي.تي، آدام ويتسون در حال ساخت يك پوست حس*گر مبتني بر QTC براي شركت*هاي روبات*سازي تجاري است. اما به جاي استفاده از يك پوست سخت و چسبان ، ويتون از يك پوشش رهاتر استفاده كرده كه بيشتر شبيه به لباس است.
اما قابليت*هاي شگفت*انگيز ديگري نيز مي*تواند توسط QTC*ها پياده*سازي شود . براي مثال مي*توان از QTC به عنوان يك بيني الكتريكي استفاده كرد.
در صورتي كه پليمر اصلي به درستي انتخاب شود، مي*توان از واكنش*هايي كه بين گازهاي فرار شيميايي در فضا انجام مي*شود استفاده كرده و به اين ترتيب مي*توان يك بيني الكتريكي طراحي كرد كه قادر است براي مثال نشت گاز را در خانه تشخيص دهد. وينتون در اين باره گفت : اين بدان معناست كه ما مي*توانيم قابليت*هايي به روبات*ها اضافه كنيم كه پوست خودمان قادر به انجام آن نيست.
البته اين بدين معنا نيست كه پوست ما در ساخت اين تكنولوژي*هاي جديد تاثيرگذار نبوده است. Shadow Robot به زودي آزمايش يك سرانگشت حساس به لمس شبيه به انسان را در پايگاه راه*اندازي Syntouch در كاليفرنيا آغاز مي*كند.
اين سرانگشت از يك كيسه پر از مايع تشكيل شده است كه درست مانند يك انگشت واقعي به نظر مي*رسد و مجهز به سنسورهايي است كه مي*توان لرزش ، فشار و دما را اندازه*گيري كند.
به هر حال هر كدام از اين تكنولوژي*ها كه با موفقيت بيشتر همراه شد، پوست*هاي حس*گر روبات*ها مي*تواند به ما در ارتباط بهتر با اين ياران انسان*نماي آينده كمك كند.