Robotická koža mala byť revolúcia. Realita bola roky úplne inde, doposiaľ. Budú vedieť cítiť ako ľudia
Robotická koža sľubuje citlivý dotyk a bezpečnejšie roboty. Nový neuromorfný prístup ukazuje, prečo doterajšie riešenia zlyhávali a čo sa konečne mení v praxi.
Predstav si robota, ktorý ti podá ruku. Stisne ju presne tak silno, aby si cítil istotu, nie bolesť. Vie, kedy pritlačiť a kedy povoliť. Znie to ako sci-fi? V skutočnosti už nie. Podobné technológie tu máme roky a možno si ich zachytil v televízii alebo v reportážach o humanoidných robotoch.
Prečo sa teda o „robotickej koži“ stále hovorí ako o prelomovej novinke? Odpoveď je jednoduchá a menej lichotivá. Pretože doteraz to v praxi príliš nefungovalo. Aspoň nie tak, ako sľubovali demonštračné videá. Na problém upozornil aj portál ArsTechnica.
Tradičné robotické senzory síce dokázali dotyk zaznamenať, no robili to neefektívne. Neustále produkovali obrovské množstvo dát, akoby každý kontakt predstavoval krízový stav. Výsledok? Vysoká spotreba energie, oneskorené reakcie a použiteľnosť obmedzená najmä na laboratóriá. V reálnom prostredí sa takíto roboti správali neobratne a často aj nebezpečne.
Práve tu prišiel zlom v uvažovaní. Namiesto ďalšieho navyšovania výpočtového výkonu sa vedci obrátili k prírode. Dôvod je prozaický. Evolúcia mala milióny rokov na to, aby našla riešenie, ktoré funguje.
Nová NRE-skin je predsa len v niečom revolučná
Ľudská koža neposiela do mozgu nepretržitý tok informácií. Keď sa nič nedeje, je „ticho“. Reaguje až na zmenu, ako je napríklad prvý dotyk, náhly tlak, vibráciu alebo náraz. Tento princíp sa stal základom neuromorfnej robotickej kože známej ako NRE-skin.
Neprehliadni
„Nervový systém robí neuveriteľnú prácu pri spracovaní zmyslových informácií a robí to pomocou signálov, ktoré by mnohých počítačových vedcov priviedli do zúfalstva: hlučného prúdu elektrických impulzov.“
Táto „elektronická koža“ pracuje s krátkymi elektrickými impulzmi, tzv. spiking signálmi, podobne ako neuróny v nervovej sústave. Nejde pritom o žiadnu mystiku.
Pod povrchom sa stále nachádza pružný materiál a miniatúrne obvody. Rozdiel spočíva v tom, že senzory nevysielajú plynulé signály. Reagujú len vtedy, keď dôjde ku kontaktu. Frekvencia impulzov pritom nesie informáciu o sile dotyku. Jemné stlačenie vyvolá minimum impulzov, prudký náraz ich spustí viac.
Výsledkom je nižšia spotreba energie a reakcia takmer bez oneskorenia.
Silnou stránkou tejto technológie je aj kompatibilita s neuromorfnými čipmi, ktoré už dnes existujú. Tie nepočítajú nepretržite, ale reagujú na udalosti. Presne ako ľudský nervový systém. Ešte zaujímavejšie sú však reflexy.
V ľudskom tele totiž mnohé reakcie obchádzajú mozog. Ruku z horúcej platne odtiahneš skôr, než si bolesť uvedomíš. NRE-skin funguje podobne. Lokálne obvody dokážu vyhodnotiť nebezpečný tlak a reagovať okamžite, bez čakania na centrálny procesor.
Svoje uplatnenie by dokázala nájsť aj v medicíne
V praxi to znamená, že robotické rameno môže okamžite ustúpiť pri náraze do prekážky alebo povoliť stisk skôr, než rozdrví krehký predmet. Efektné ukážky, ako robotická tvár meniaca výraz podľa dotyku, síce zaujmú, no podstatný je samotný princíp.
Riadenie sa totiž rozkladá po celom tele robota. Nejde o jeden „mozog“, ktorý musí spracovať všetko. To výrazne odľahčuje hlavný riadiaci systém.
Vedci navyše navrhli kožu ako modulárnu. Namiesto výroby na mieru ju tvoria menšie diely, ktoré sa pripájajú magneticky. Tým sa automaticky spoja napájanie aj dátové rozhrania. Každý modul sa identifikuje sám a systém presne vie, kde sa nachádza a čo sníma. Poškodený kus sa dá vymeniť bez rozoberania celého robota.
Ak sa táto technológia presadí, môže výrazne zvýšiť bezpečnosť vo výrobných halách, skladoch aj nemocniciach. Uplatnenie by našla aj v protetike, kde by dotyk nemusel byť len simulovaný, ale reálne prenášaný späť do nervového systému.
Otázka teda neznie, či roboti dokážu cítiť dotyk. Skôr, či sa im ho konečne podarí cítiť rozumne.
