Ихэнх роботууд моторт хэрэглүүрээр дамжуулан атгах, мэдрэгчтэй мэдрэх чадварыг бий болгодог бөгөөд энэ нь хэт том, хатуу байж болно. Корнеллийн их сургуулийн бүлэг хүмүүстэй адил зөөлөн роботыг хүрээлэн буй орчноо мэдрэх аргыг зохион бүтээжээ.
Механик болон сансрын инженерийн тэнхимийн туслах профессор, ерөнхий судлаач Роберт Шепэрдээр ахлуулсан бүлэг. Органик роботын лаборатори, сунадаг оптик долгионы хөтлүүр нь зөөлөн робот гарт хэрхэн муруйлт, суналт, хүч мэдрэгчийн үүргийг гүйцэтгэдэг болохыг тодорхойлсон нийтлэлийг нийтлэв.
Докторант Хуйчан Жао нь “Сунгах боломжтой оптик долгионы хөтлүүрээр дамжуулан оптоэлектроник мэдрэл бүхий зөөлөн хиймэл гар,” Шинжлэх ухааны роботын анхны хэвлэлд онцолсон. 6-р сарын XNUMX-нд хэвлэгдсэн цаас; Мөн Shepherd's лабораторийн докторант Кевин О'Брайен, Шуо Ли нар хувь нэмрээ оруулсан.
"Өнөөдрийн ихэнх роботууд биеийн гадна талд байгаа мэдрэгчтэй байдаг бөгөөд тэдгээр нь гадаргуугаас юмыг илрүүлдэг" гэж Жао хэлэв. "Бидний мэдрэгчүүд нь биед нэгдсэн тул роботын зузаанаар дамжуулж буй хүчийг бодитоор илрүүлж чаддаг. Жишээ нь, өвдөлт мэдрэх үед бидний болон бүх организмын хийдэг шиг."
Оптик долгионы хөтлүүр нь 1970-аад оны эхэн үеэс мэдрэгч, байрлал, акустик гэх мэт олон мэдрэхүйн функцүүдэд ашиглагдаж ирсэн. Үйлдвэрлэл нь анхандаа төвөгтэй үйл явц байсан боловч сүүлийн 20 жилийн хугацаанд зөөлөн литограф, 3 хэмжээст хэвлэх технологи бий болсноор хялбархан үйлдвэрлэж, зөөлөн роботын хэрэглээнд оруулдаг эластомер мэдрэгчийг хөгжүүлэхэд хүргэсэн.
Shepherd's бүлэг нь LED (гэрэл ялгаруулах диод) болон фотодиод агуулсан цөм (гэрэл тархдаг), бүрээсийг (долгионы дамжуулагчийн гадна гадаргуу) үйлдвэрлэхийн тулд дөрвөн үе шаттай зөөлөн литографийн процессыг ашигласан.
Хиймэл гар хэдий чинээ гажигтай байна төдий чинээ их гэрэл голоор алдагддаг. Фотодиодоор илрүүлсэн гэрлийн хувьсах алдагдал нь хиймэл эрхтэнд хүрээлэн буй орчныг "мэдрэх" боломжийг олгодог.
"Хэрэв бид хиймэл эрхтэнийг нугалахад гэрэл алга болоогүй бол мэдрэгчийн төлөв байдлын талаар ямар ч мэдээлэл авахгүй" гэж Шеферд хэлэв. "Алдагдлын хэмжээ нь хэрхэн нугалж байгаагаас хамаарна."
Тус бүлэг нь оптоэлектроник протезийг ашиглан хэлбэр дүрс, бүтцийг нь барьж авах, шалгах зэрэг олон төрлийн ажлыг гүйцэтгэсэн. Хамгийн гол нь гар нь гурван улаан лоолийг сканнердаж, аль нь хамгийн боловсорч гүйцсэн нь зөөлөн болохыг тодорхойлох боломжтой байв.
Жао хэлэхдээ, энэ технологи нь хиймэл эрхтэнээс гадна олон боломжит хэрэглээ, тэр дундаа Shepherd-ийн хамт судалсан био сүнслэг роботууд юм. Мейсон Пек, механик болон сансрын инженерийн дэд профессор, сансрын хайгуулд ашиглах зориулалттай.
"Тэр төсөлд мэдрэхүйн мэдрэмж байхгүй" гэж Шеферд Пектэй хийсэн хамтын ажиллагааны талаар хэлэв, "гэхдээ хэрэв бид мэдрэгчтэй байсан бол [усны электролизоор дамжуулан] шаталтын үед хэлбэр өөрчлөгдөхийг бодит цаг хугацаанд хянаж, илүү сайн ажиллуулах дарааллыг боловсруулж чадна. Энэ нь илүү хурдан хөдөлдөг."
Зөөлөн робот техникийн оптик долгионы хөтлүүр дээр хийх цаашдын ажил нь мэдрэгчийн илүү төвөгтэй хэлбэрийг 3 хэмжээст хэвлэх, мөн нэмэгдэж буй мэдрэгчээс дохиог салгах арга болгон машин сургалтыг оруулах замаар мэдрэхүйн чадварыг нэмэгдүүлэхэд чиглэнэ. "Яг одоо" гэж Хоньчин хэлэв, "хүрч хаанаас ирж байгааг тодорхойлоход хэцүү байна."
Энэхүү ажлыг Агаарын цэргийн хүчний Шинжлэх ухааны судалгааны албаны буцалтгүй тусламжаар дэмжиж, ашигласан Корнелл NanoScale шинжлэх ухаан, технологийн байгууламж болон Корнеллийн материал судлалын төв, аль аль нь Үндэсний шинжлэх ухааны сангаас дэмжлэг үзүүлдэг.
- Том Флейшман, Корнеллийн их сургууль