Prezentacje projektów - Doskonała skóra: roboty o bardziej rozwiniętym zmyśle czucia
Nowe rozwiązania oraz system produkcyjny, pozwalający wzbogacać różnorakie roboty o funkcje dotykowe, umożliwią usprawnienie pracy robotów w środowisku swobodnym, a także zwiększą ich zdolność do komunikowania się i współpracowania z innymi robotami oraz z ludźmi. Uczestnicy finansowanego przez UE projektu o nazwie "Nowe technologie i funkcjonalności bazujące na sztucznej skórze na rzecz bezpiecznych, autonomicznych i interaktywnych robotów" ('Skin-based technologies and capabilities for safe, autonomous and interactive robots' - ROBOSKIN) opracowali nowe technologie sensoryczne oraz systemy zarządzania, które wzbogacają roboty o sztuczny zmysł dotyku, stanowiący dotychczas jedynie odległą wizję. Według partnerów uczestniczących w powyższych badaniach, pochodzących z Włoch, Szwajcarii oraz Wielkiej Brytanii, istotnym elementem prac było stworzenie mechanizmów kognitywnych korzystających z dotykowej informacji zwrotnej (zmysłu "dotyku" i "czucia") oraz z informacji behawioralnej, w celu zagwarantowania bezpiecznej i wydajnej interakcji człowiek-robot, w kontekście przyszłych zastosowań. Sztuczna skóra w dużym stopniu przypomina skórę naturalną, która składa się z maleńkich sieci nerwowych, zdolnych do wyczuwania i rejestrowania zmian, takich jak ciepło/zimno czy też gładkość/chropowatość. W przypadku sztucznej skóry czujniki elektroniczne rejestrują tzw. "dane dotykowe", które są następnie przetwarzane przez specjalne oprogramowanie, w obrębie którego uprzednio zaprogramowano podstawowe zachowania robotów, z możliwością przyszłej rozbudowy. "Skupiliśmy się na programowaniu poprzez prezentacje oraz zabawy z udziałem robotów, dzięki czemu roboty uczą się na podstawie dotyku, a także podczas wykonywania czynności oraz w trakcie interakcji", tłumaczy profesor Giorgio Cannata z Uniwersytetu w Genui, będący koordynatorem projektu. "Musieliśmy wzbogacić roboty o pewien stopień świadomości, by umożliwić im reagowanie na zdarzenia dotykowe oraz na kontakt fizyczny ze światem zewnętrznym", dodaje profesor. Kacper, przyjazny robot Jednak poznawczość to w przypadku robotów bardzo złożone zagadnienie, dlatego uczestnicy projektu ROBOSKIN początkowo ograniczyli swe ambicje, pragnąc jedynie sklasyfikować rodzaje dotyku w warunkach laboratoryjnych. Udało im się opracować system mapowania geometrycznego, bazujący na stałym kontakcie pomiędzy robotem testowym a środowiskiem zewnętrznym, stanowiący "odzwierciedlenie ciała", czyli zbiór parametrów, które mogą być interpretowane przez robota jako dane, a następnie przemieniane w zachowania. Natomiast poza środowiskiem laboratoryjnym czujniki ROBOSKIN zastosowano w obrębie typowych punktów dotyku (stopy, policzki, ramiona) u robota KASPAR , stworzonego na Uniwersytecie w Hertfordshire. KASPAR to humanoidalny robot, opracowany z myślą o ułatwieniu komunikacji z dziećmi cierpiącymi na autyzm. "Dzięki opracowanym przez nas czujnikom KASPAR mógł wyczuwać lub wykrywać kontakt, a pozyskane w ten sposób dane stanowiły ważny etap zrealizowanego przez nas procesu klasyfikacji, czyli rozróżnienia pomiędzy, na przykład, pożądanym i niepożądanym dotykiem", tłumaczy prof. Cannata. Naukowcy uczestniczący w projekcie ROBOSKIN zbadali różnorakie technologie, począwszy od stosunkowo prostych czujników pojemnościowych, stosowanych we współczesnych technologiach sensorycznych, aż po bardziej wydajne przetworniki, bazujące na materiałach piezoelektrycznych oraz elastyczne półprzewodniki organiczne. "W niedalekiej przyszłości będziemy mieć do czynienia z upowszechnianiem się materiałów piezoelektrycznych, które mogą pełnić rolę czujników, gdyż reagują na zmiany będące następstwem z kontaktu z siłą zewnętrzną", przewiduje prof. Cannata. Jednak to czujniki oparte na półprzewodnikach organicznych przyczynią się do prawdziwej rewolucji, sugeruje profesor, gdyż w przypadku tego rodzaju czujników możliwe będzie drukowanie mikroukładów na różnych materiałach organicznych, takich jak sztuczna skóra oraz tworzywa giętkie, a docelowo technologia ta będzie znacznie tańsza, po osiągnięciu odpowiedniej skali produkcji. Promowanie prototypów Prace projektowe, sfinansowane w ramach inicjatywy ROBOSKIN, oficjalnie ukończono w lecie zeszłego roku, jednak uczestniczący w nich naukowcy aktywnie promują poczynione przez siebie odkrycia za pośrednictwem różnorakich kanałów naukowych, w tym artykułów w czasopismach "IEEE Xplore" oraz "Science Direct", a także oferują możliwość dostępu do stworzonych przez siebie prototypów uczestnikom innych, niekomercyjnych projektów badawczych. Czujniki dotykowe nie są niczym nowym, podkreśla prof. Cannata, jednak uczestnikom projektu ROBOSKIN udało się stworzyć system produkcyjny, umożliwiający wyposażanie różnorakich robotów w funkcje dotykowe. Unikalne technologie ROBOSKIN stanowią rozwiązanie obecnego od wielu dziesięcioleci problemu wzbogacania robotów o percepcję sensoryczną. "Nadal jesteśmy na etapie pre-komercyjnego prototypu, jednak jesteśmy przekonani, że najnowsza wersja opracowanych przez nas czujników dotykowych posiada duży potencjał w zakresie zastosowań przemysłowych, gdyż fabryki poszukują bezpiecznych i opłacalnych metod wykorzystania robotów, które będą ściślej współpracować z ludźmi", tłumaczy koordynator projektu ROBOSKIN. Złożono co prawda wnioski patentowe, obejmujące część zrealizowanych prac, jednak uczestnicy projektu podkreślają, że prototypy pozostają dostępne dla badaczy. Technologię ROBOSKIN zastosowano na przykład w rozwiązaniu iCub, będącym otwartą platformą robotyczną, stworzoną przez Włoski Instytut Technologiczny ('Italian Institute of Technology'). "Kluczowym elementem okazało się zagwarantowanie kompatybilności opracowanego przez nas rozwiązania z różnorakimi platformami robotycznymi, które mogą zostać opracowane w przyszłości przez osoby zajmujące się tą szybko ewoluującą dziedziną", zauważa prof. Cannata. "Właśnie to udało nam się osiągnąć". Projekt ROBOSKIN uzyskał wsparcie finansowe na badania naukowe w kwocie 3,5 milionów euro (całkowity budżet projektu wyniósł 4,7 milionów euro) w ramach Siódmego Programu Ramowego UE (7PR). Odnośniki do projektów na stronie CORDIS: - informacje na temat 7PR w bazie danych CORDIS - informacje na temat projektu ROBOSKIN w bazie danych CORDIS Odnośnik do strony internetowej projektu: - strona internetowa projektu "Nowe technologie i funkcjonalności bazujące na sztucznej skórze na rzecz bezpiecznych, autonomicznych i interaktywnych robotów" - 'Skin-based technologies and capabilities for safe Odnośniki do powiązanych wiadomości i artykułów: - "Mikroskopijny robot wygrywa wyścig" - 'A micro-sized robot wins the race' - "Poręczne technologie dla wprawnych robotów" - 'Handy technologies for dextrous robots' - "Robot taki jak Ty" - 'A robot like you' Pozostałe odnośniki: - strona internetowa Agendy Cyfrowej Komisji Europejskiej