Технологии: роботы получили способность ощущать прикосновения

Исследователи разработали прототип нейроморфной искусственной кожи для роботов, которая может воспринимать тактильные ощущения, включая боль.

Новая технология, в отличие от классических датчиков, использует импульсные (spiking) сигналы, аналогичные работе биологических нейронов и нейронных сетей. Эти сигналы передают информацию о касаниях и давлении на поверхность, обеспечивая роботам более естественные тактильные ощущения.

Система преобразует данные о давлении в частоту электрических импульсов от каждого сенсора на искусственной коже. Каждый сенсор имеет уникальный идентификатор, а дополнительная информация о форме, амплитуде и длительности импульсов позволяет точно кодировать данные.

Обработку сигналов выполняет модуль, аналогичный спинному мозгу человека, где они фильтруются, локализуются и анализируются. В этом же модуле можно задать болевой порог, при превышении которого робот прекратит воздействие и отдёрнет манипулятор.

Далее данные передаются в центральный процессор, что аналогично передаче сигналов из спинного мозга в головной для общей оценки ситуации. Основные рефлекторные реакции уже запрограммированы на базовом уровне нейроморфной архитектуры.

Датчики искусственной кожи периодически отправляют стробовый сигнал для проверки работоспособности каждого сегмента. Отсутствие такого сигнала указывает на неисправность, которую можно точно локализовать. Сегменты крепятся магнитно и автоматически подключаются при установке.

Программирование базовых рефлексов позволяет роботу быстро реагировать на чрезмерное давление без обращения к центральному процессору, что важно для безопасности людей, таких как пожилые или пациенты в больницах. Роботы будут настроены, не превышать болевой порог, чтобы не причинять вред коже.

На данный момент искусственная кожа способна распознавать только давление. Для добавления функциональности по распознаванию температуры и других ощущений потребуются дополнительные датчики и их параллельная обработка, что является задачей будущего.

Учёные нашли оптимальный способ интеграции сенсорных и вычислительных систем с помощью спайковых нейронных сетей, которые уже имеют множество реализаций. Это позволяет нейроморфной коже гармонично взаимодействовать с нейроморфными процессорами для искусственного интеллекта, хотя и с некоторой долей упрощения по сравнению с биологическими процессами в нервной системе человека.

Источник: arstechnica.com

Понравилась ли Вам статья?