Forskere har utviklet en ny type kunstig hud som gjør at roboter kan kjenne både temperatur og trykk samtidig – akkurat som menneskelig hud. Gjennombruddet kan bane vei for smartere roboter som samhandler med mennesker og omgivelser på en langt mer naturlig måte.
Forskningen er ledet av professor Seung Hwan Ko og hans team ved Seoul National University i Sør-Korea, og funnene er publisert i tidsskriftet Nature Materials.
Menneskelig hud er et fantastisk sanseorgan. Den skiller raskt mellom varmt og kaldt, hardt og mykt, glatt og ru – og kombinerer all informasjon nesten umiddelbart. Denne evnen hjelper oss å reagere trygt og ta raske beslutninger. Å gi roboter samme evne har lenge vært en stor utfordring for forskere.
Les: Vil du leve lenger? Forskere mener at to timer styrketrening i uken kan være nok
De fleste eksisterende robotsystemer bruker flere forskjellige sensorer stablet oppå hverandre – én for trykk, én for temperatur, og andre for ulike typer berøring. Selv om dette fungerer, gjør det enheten tykkere, mer kompleks, tregere og vanskeligere å produsere. Det kan også redusere nøyaktigheten når ulike sanser skal oppfattes på nøyaktig samme sted.
Én sensor – to sanser
For å løse disse problemene laget forskerteamet én enkelt, ultratynn sensor som kan veksle mellom å måle temperatur og trykk. I stedet for flere lag, er alt bygget inn i én fleksibel enhet.
Sensoren består av et lite nettverk av nanotråder med en sølvkjerne omgitt av et kobberoksidskall. Den spesielle utformingen gjør at sensoren kan veksle mellom temperatur- og trykkmodus hele 16 ganger i sekundet.
Fordi sensoren er så tynn, reagerer den ekstremt raskt. Den kan registrere trykk på under ett mikrosekund – og temperaturforandringer i løpet av millisekunder. Denne raske responsen er helt avgjørende for roboter som må reagere umiddelbart når de håndterer gjenstander eller jobber sammen med mennesker.
Forskerne koblet sensoren til et trådløst elektronikk-kort og kunstig intelligens. AI-en lærte å gjenkjenne ulike objekter ved å analysere både temperatur- og trykkinformasjon samtidig.
Da AI-en bare brukte temperatur eller bare trykkdata, klarte den å identifisere objekter med omtrent 65 prosent nøyaktighet. Men når begge typer informasjon ble kombinert, hoppet nøyaktigheten til 95 prosent – selv når datamengden ble redusert, holdt systemet en imponerende nøyaktighet på over 94 prosent.
Fungerer utenfor laboratoriet
Teamet testet også teknologien med en fingerspiss-stor sensor festet til en trådløs enhet. I dette eksperimentet identifiserte systemet 20 vanlige hverdagsgjenstander med 83 prosent nøyaktighet – et tydelig bevis på at teknologien fungerer i virkelige situasjoner.
Deretter utvidet forskerne designet til et større sensorfelt som kan måle både trykk og temperatur over en flate. Oppløsningen ligner menneskelig hud – noe som tyder på at fremtidens roboter en dag kan ha kunstig hud over store deler av kroppen.
Fra robotikk til proteser
Teknologien kan ha mange praktiske bruksområder utover robotikk. Den kan forbedre proteser ved å gi brukerne en bedre følelse av berøring. Den kan også brukes i bærbar elektronisk hud, myke roboter, robothender som forsiktig kan gripe skjøre gjenstander – og avanserte menneske-maskin-grensesnitt.
Professor Ko sier at studien er den første som viser at både temperatur og trykk kan måles i én enkelt ultratynn enhet – uten å stable flere sensorer. Han mener teknologien kan bli en nøkkelbyggestein for fremtidens roboter – roboter som kan føle og reagere på omgivelsene nesten like naturlig som mennesker.
Hafþór «The Mountain» Björnssons lille kone svarer på spørsmålet alle alltid stiller henne
