Vedci vytvorili umelú kožu pre roboty. Má vlastnosti ako ľudská a reaguje na teplo, tlak aj bolesť
Vedci vyvinuli lacnú, odolnú a vysoko citlivú robotickú „kožu“, ktorá sa dá nasadiť na robotické ruky ako rukavica.
Dočkáme sa konečne skutočne prvých humanoidných robotov? To čo bolo doteraz len sci-fi z filmov môže byť čoskoro realita! Vedci z University of Cambridge a University College London (UCL) ukázali prelomovú syntetickú kožu pre roboty. Novinka umožní robotom vnímať svet okolo seba takmer ako človek. Táto nová, lacná a odolná umelá pokožka je neuveriteľne flexibilná a citlivá. Navyše, jej veľkou výhodou je jednoduchá výroba. Je možné ju ľahko roztaviť a tvarovať do zložitých foriem. Vďaka schopnosti vnímať a spracovávať rôzne fyzikálne podnety pomôže robotom lepšie reagovať na svoje okolie a interagovať s ním.
Čím sa nový prístup líši?
Na rozdiel od doterajších riešení, ktoré využívajú senzory iba v obmedzených oblastiach a pre každý typ dotyku vyžadujú samostatný senzor, funguje táto elektronická koža ako jediný senzor. Tým sa výrazne približuje ľudskej pokožke.
Tá funguje ako jednotný orgán s tisíckami nervových zakončení. Hoci syntetická koža zatiaľ nedosahuje citlivosť ľudskej pokožky, dokáže zaznamenať signály z viac ako 860 000 mikroskopických dráh v materiáli. To jej umožňuje rozlišovať širokú škálu dotykov a tlakov. Medzi ne patria jemné poklepania prstom, dotyky horúceho či studeného povrchu, až po poškodenie rezným alebo bodným predmetom. Vie rozoznať dokonca simultánne dotyky na viacerých miestach.
Single-material electronic skin gives robots the human touch https://t.co/mjaEnd5cUN pic.twitter.com/vrkBIrjhoA
— Brian Ahier (@ahier) June 13, 2025
Kombináciou fyzických testov a strojového učenia vedci „naučili“ syntetickú kožu rozpoznávať rôzne typy dotykov. Kľúčovú úlohu v tom zohrávajú mikroskopické dráhy v materiáli. Táto technológia má široké uplatnenie. Nielenže nájde uplatnenie v humanoidných robotických rukách či ľudských protézach, ale aj v priemysle, napríklad v automobilovom sektore alebo pri záchranných operáciách po katastrofách. Výsledky výskumu boli publikované v prestížnom časopise Science Robotics.
Neprehliadni
Umelé, resp. syntetické kože fungujú tak, že premenia fyzické informácie akým je tlak alebo teplota jednoducho na elektrické signály. Väčšina súčasných riešení však vyžaduje rôzne typy senzorov pre rôzne dotyky. Jeden senzor je potrebný na tlak a iný zas na teplotu. Takéto riešenia však môžu mať problémy, pretože signály zo senzorov sa navzájom občasne rušia. Okrem toho materiály bývajú krehké a majú tendenciu sa poškodeniť.
„Používanie rôznych senzorov pre rôzne typy dotyku vedie k zložitým a náročným materiálom na výrobu,“ vysvetľuje hlavný autor štúdie Dr. David Hardman z Cambridge. „Chceli sme vytvoriť riešenie, ktoré dokáže súčasne detegovať rôzne druhy dotykov v jednom materiáli.“
Jeho kolega, Dr. Thomas George Thuruthel z UCL, dodáva: „Zároveň sme potrebovali materiál, ktorý bude lacný a odolný, aby sa mohol používať široko a prakticky.“
Nové riešenie sa opiera o multimodálne snímanie, kde jeden typ senzora reaguje rôznorodo na rôzne druhy dotyku. Aj keď je náročnejšie rozlíšiť zdroj každého signálu, materiály s multimodálnym snímaním sú ľahšie na výrobu a zároveň oveľa pevnejšie.
Vedci roztavili mäkký, pružný a elektricky vodivý hydrogél na báze želatíny a vytvarovali ho do podoby ľudskej ruky. Experimenty s rôznymi konfiguráciami elektród ukázali, že už 32 elektród umiestnených na zápästí dokáže zaznamenať cez 1,7 milióna dátových bodov po celej ploche ruky vďaka mikroskopickým cestám v materiáli. Umelá koža už prešla náročnými testami. Vedci ju vystavovali teplu z tepelnej pištole a pritláčali ju prstami robotickou rukou. Ďalej sa jej jemne dotýkali a dokonca ju rezali skalpelom. Dáta z týchto testov potom použili na trénovanie modelu strojového učenia, ktorý umožnil rukám rozpoznať, o aký typ dotyku práve cítia.
„Tieto materiály dokážu zachytiť obrovské množstvo informácií – tisíce meraní za krátky čas,“ hovorí Dr. Hardman. „Merajú viacero vecí naraz na veľkej ploche.“
„Nie sme ešte na úrovni ľudskej pokožky, ale myslíme si, že náš materiál je momentálne lepší ako čokoľvek iné,“ dodáva Dr. Thuruthel. „Náš prístup je flexibilnejší a jednoduchší na výrobu než tradičné senzory a dokážeme ho kalibrovať pomocou ľudského dotyku pre rôzne úlohy.“
Táto nová technológia prináša tiež nádej do budúcnosti pre ľudí s poškodenou kožou, napríklad po popáleninách.
