Avertissement : Cette page est une traduction automatique de cette page à l'origine en anglais. Veuillez noter puisque les traductions sont générées par des machines, pas tous les traduction sera parfaite. Ce site Web et ses pages Web sont destinés à être lus en anglais. Toute traduction de ce site et de ses pages Web peut être imprécis et inexacte, en tout ou en partie. Cette traduction est fournie dans une pratique.

Les premiers robots autonomes de humanoïde avec la peau synthétique sensible sont plus sûrs

La peau synthétique sensible permet à des robots de détecter leurs propres fuselages et environs - une capacité essentielle s'ils sont d'être en contact étroit avec des gens. Inspiré par la peau humaine, une équipe à l'université de Munich technique (VENTRE) a développé un système combinant la peau artificielle avec des algorithmes de contrôle et l'a employé pour produire le premier robot autonome de humanoïde avec la peau artificielle de plein-fuselage.

La peau artificielle développée par prof. Gordon Cheng et son équipe se compose des cellules hexagonales au sujet de la taille d'une monnaie d'appoint de deux-Euro (c.-à-d. environ un pouce de diamètre). Chacun est équipé d'un microprocesseur et des détecteurs pour trouver le contact, l'accélération, la proximité et la température. Une telle peau artificielle permet à des robots de percevoir leurs environs dans un petit groupe beaucoup plus grand et avec plus de sensibilité. Ceci les aide non seulement pour déménager en toute sécurité. Il également les rend plus sûrs en fonctionnant près des gens et leur donne la capacité d'anticiper et éviter activement des accidents.

Les cellules de la peau elles-mêmes ont été développées il y a environ 10 ans par Gordon Cheng, professeur des systèmes cognitifs au VENTRE. Mais cette invention a seulement indiqué son plein potentiel une fois intégrée dans un système sophistiqué comme décrit dans la dernière question des démarches de tourillon de l'IEEE.

Plus de capacité calculante par approche basée sur événement

Le plus grand obstacle dans la peau se développante de robot avait toujours calculé la capacité. La peau humaine a environ 5 millions de récepteurs. Les efforts pour mettre en application le traitement en continu des caractéristiques des détecteurs dans la peau artificielle fonctionnent bientôt contre des limites. Des systèmes précédents ont été rapidement surchargés avec des caractéristiques juste de quelques cents détecteurs.

Pour surmonter ce problème, utilisant une approche de NeuroEngineering, Gordon Cheng et son équipe ne font pas surveillent les cellules de la peau continuement, mais plutôt avec un système basé sur événement. Ceci réduit l'effort de traitement par jusqu'à 90 pour cent. Le tour : Les différentes cellules transmettent l'information de leurs détecteurs seulement quand des valeurs sont changées. C'est assimilé à la voie les travaux de système nerveux humain. Par exemple, nous ressentons un chapeau quand nous le mettons d'abord en circuit, mais nous nous habituons rapidement la sensation. Il n'y a aucun besoin de remarquer le chapeau de nouveau jusqu'à ce que le vent le souffle hors de notre tête. Ceci permet à notre système nerveux de se concentrer sur les impressions neuves qui exigent une réaction matérielle.

Sécurité même en cas de contact corporel proche

Avec l'approche basée sur événement, prof. Cheng et son équipe ont maintenant réussi à appliquer la peau artificielle à un robot autonome de humain-taille non dépendant de n'importe quel calcul externe. Le robot H-1 est équipé de 1260 cellules (avec plus de 13000 détecteurs) sur son fuselage supérieur, armes, pattes et même les plantes de ses pieds. Ceci lui donne « une sensation corporelle » neuve. Par exemple, avec ses pieds sensibles, H-1 peut répondre aux surfaces et même au reste inégaux d'étage sur une patte.

Avec sa peau spéciale, le H-1 peut même donner à une personne une étreinte en toute sécurité. C'est moins insignifiant qu'il retentit : Les robots peuvent exercer les forces qui blesseraient sérieusement un être humain. Pendant une étreinte, deux fuselages touchent dans beaucoup de différentes places. Le robot doit employer cette information complexe pour prévoir les bons mouvements et pour exercer les pressions correctes de contact.

Ceci ne pourrait pas être comme important dans des applications industrielles, mais dans les endroits tels que le soin infirmier, des robots doivent être conçus pour très le contact étroit avec des gens. »

Gordon Cheng, professeur des systèmes cognitifs, VENTRE

Polyvalent et robuste

Le système de peau de robot de Gordon Cheng est également hautement robuste et polyvalent. Puisque la peau se compose des cellules, et pas d'une d'une seule pièce de matériau, elle reste fonctionnelle même si quelques cellules cessent de travailler. « Notre système est conçu pour fonctionner sans problèmes et rapidement avec toutes sortes de robots, » dit Gordon Cheng. « Maintenant nous travaillons pour produire de plus petites cellules de la peau avec le potentiel d'être produit dans de plus grands numéros. »

Source:
Journal reference:

Cheng, G., et al. (2019) A Comprehensive Realization of Robot Skin: Sensors, Sensing, Control, and Applications. Proceedings of the IEEE. doi.org/10.1109/JPROC.2019.2933348.