Asi budeme prepisovať učebnice. Človek má ďalší zmysel, o ktorom sme doteraz netušili
Vedci z Queen Mary University of London a University College London dokázali, že človek dokáže vnímať objekty ukryté v piesku ešte pred dotykom. Tento objav odhaľuje novú formu ľudského hmatu a môže pomôcť pri vývoji inteligentných robotov schopných presne pracovať v náročných podmienkach.
Výskumníci z Queen Mary University of London a University College London prišli s prekvapujúcim zistením. Ľudia dokážu vnímať objekty skryté v piesku ešte pred tým, než sa ich dotknú. Ide o formu tzv. “vzdialeného dotyku”, ktorá je známa u niektorých vtákov, napríklad u pobrežníkov a kulíkov a dopĺňa náš pohľad na schopnosti ľudského hmatového vnímania.
Normálne si predstavujeme hmat ako zmysel, ktorý funguje len pri priamom kontakte s predmetom. Nové experimenty však ukazujú, že naše ruky reagujú na jemné pohyby okolitých materiálov a dokážu zachytiť, keď sa niečo skryté pod povrchom piesku pohybuje alebo vytvára odrazy mechanických síl.
Hmat funguje aj mimo priameho kontaktu
Experimenty prebiehali tak, že účastníci jemne prechádzali prstom cez zásobník s pieskom a hľadali skrytú kocku, ktorá bola uložená na pevnom mieste. Trasa pohybu prsta bola sledovaná LED pásikom. Zaujímavosťou je, že ľudské ruky dokázali odhaliť kocku bez priameho dotyku, približne tak, ako to robia spomenuté vtáky so svojimi zobákmi. Modelovanie fyzikálneho správania piesku ukázalo, že ľudské ruky dokážu zaznamenať minimálne presuny materiálu spôsobené prítomnosťou skrytého objektu, a to takmer na hranici fyzikálne možného.
Táto zistená citlivosť podporuje teóriu rozšíreného telového schématu. Mozog vníma jemný tlak prsta na piesok ako predĺženie vlastného tela. Hmat funguje podobne ako keď používame nástroje, napríklad palice, sondy či chirurgické prístroje. Mechanické odrazy v piesku mozog spracúva takmer rovnako ako pri priamom dotyku. To znamená, že naše ruky dokážu fungovať ako prirodzený “senzor” aj bez špecializovaného nástroja.
Vedci porovnali výkon ľudí s robotickým ramienkom UR5 vybaveným taktilným senzorom a algoritmom LSTM. Ľudia dosiahli presnosť 70,7 % v rozsahu, v ktorom sa dala poloha objektu detekovať. Robot síce dokázal zaznamenať objekty z mierne väčšej vzdialenosti, ale často vytváral falošné pozitíva, takže celková presnosť dosiahla len 40 %. Výsledky teda ukazujú, že ľudia dokážu skutočne vnímať objekty ešte pred kontaktom, pričom výkon sa blíži maximálnej citlivosti predpovedanej fyzikálnymi modelmi.
Neprehliadni
Piesočníky a iné pobrežné vtáky majú v zobákoch špeciálne hmatové receptory, tzv. Herbstove telieska, ktoré im umožňujú odhaliť pohyb skrytých kôrovcov v piesku. Ľudia na to nepotrebujú žiadny biologický senzor navyše. Využívajú neprekonateľnú citlivosť nervových zakončení v končekoch prstov spolu s mozgovým spracovaním signálov. Preto je výkon ľudských rúk bez špecializovaného orgánu taký prekvapivý.
Zistenia pomôžu aj rozvoju robotiky
Táto schopnosť nie je len zaujímavá z pohľadu psychológie a neurovedy, ale môže mať praktické využitie. Pomáha definovať nové hranice ľudského vnímania a poskytuje hodnotné údaje pre vývoj robotických systémov a asistenčných technológií. Inžinieri môžu využiť tieto poznatky na vytváranie robotov schopných presne manipulovať s materiálmi v piesku, hľadať archeologické artefakty bez poškodenia alebo skúmať náročný terén, napríklad na Marse či pod hladinou oceánu. Teda na miestach, kde je vizuálne sledovanie obmedzené.
Elisabetta Versace z Queen Mary University, ktorá viedla ľudské experimenty, zdôrazňuje, že ide o prvý systematický výskum vzdialeného dotyku u ľudí. Zhengqi Chen dopĺňa, že výsledky otvárajú nové možnosti pre navrhovanie nástrojov a technológií, ktoré dokážu rozšíriť naše hmatové schopnosti a zároveň zvyšujú bezpečnosť a efektivitu pri preskúmavaní skrytých alebo nebezpečných oblastí.
„Čo robí tento výskum obzvlášť vzrušujúcim, je spôsob, akým sa ľudské a robotické štúdie navzájom ovplyvňovali. Experimenty s ľuďmi usmerňovali metódu učenia robota a výkon robota poskytol nové perspektívy pre interpretáciu ľudských údajov. Je to skvelý príklad toho, ako sa psychológia, robotika a umelá inteligencia môžu spojiť a ukázať, že multidisciplinárna spolupráca môže podnietiť tak základné objavy, ako aj technologické inovácie,“ povedal Lorenzo Jamone, docent robotiky a umelej inteligencie na University College London
Celkovo štúdia ukazuje, že hmat môže fungovať ďalej, než sme si mysleli. Taktiež ukazuje, že naše ruky dokážu zachytiť signály šírené cez materiály okolo nás. To nielen rozširuje naše chápanie sveta, ale poskytuje aj jasný základ pre robotiku a asistenčné technológie. Tie musia fungovať tam, kde zrak alebo bežné senzory zlyhávajú.
