Ρομπότ με αίσθηση αφής και πόνου

Μια ρηξικέλευθη τεχνολογική καινοτομία φέρνει τα ρομπότ ένα βήμα πιο κοντά στο να αισθάνονται όπως οι άνθρωποι. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Cambridge και το University College London (UCL) παρουσίασαν ένα επαναστατικό ρομποτικό «δέρμα» που όχι μόνο ανιχνεύει πίεση και θερμότητα, αλλά έχει τη δυνατότητα να αντιλαμβάνεται και τον πόνο — όπως τον ορίζουν οι μηχανικοί μέσω δεδομένων. Η καρδιά της καινοτομίας αυτής δεν βρίσκεται σε περίπλοκους και εύθραυστους αισθητήρες, αλλά σε ένα έξυπνο υλικό τύπου υδροτζελ, εύκαμπτο, οικονομικό και κυρίως ενιαίο: ένα μαλακό, αγώγιμο δέρμα που αντιδρά σε κάθε επαφή με τρόπο πολυτροπικό, δηλαδή διαφορετικό ανάλογα με το είδος του ερεθίσματος. Πίεση, θερμότητα, ακόμα και κοψίματα μπορούν να μετατραπούν σε ηλεκτρικά σήματα, τα οποία ερμηνεύονται με τη βοήθεια αλγορίθμων μηχανικής μάθησης.

Το «ρομποτικό χέρι» που δοκιμάστηκε κατασκευάστηκε με μορφοποίηση λιωμένου υδροτζελ σε σχήμα ανθρώπινου άκρου. Αντί να τοποθετήσουν εκατοντάδες αισθητήρες, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μόλις 32 ηλεκτρόδια στην περιοχή του καρπού. Χάρη στη διάχυτη αγωγιμότητα του υλικού, το σύστημα κατάφερε να συλλέξει πάνω από 1,7 εκατομμύρια σημεία δεδομένων, προσφέροντας πυκνή και λεπτομερή απεικόνιση των ερεθισμάτων. Στα πειράματα, το δέρμα ανταποκρίθηκε με εντυπωσιακή ακρίβεια σε αγγίγματα, πιέσεις, κοψίματα και θερμικά σοκ. Ακόμη και ένα απαλό άγγιγμα ή μια μικρή αλλαγή στη θερμοκρασία καταγράφονταν ξεκάθαρα. Όλα τα δεδομένα τροφοδοτούσαν μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης, τα οποία μάθαιναν να διακρίνουν τα είδη της επαφής. Έτσι, ένα ρομπότ μπορούσε να κατανοήσει αν κάτι το άγγιζε απαλά ή το τραυμάτιζε.

Ο Δρ. David Hardman από το Πανεπιστήμιο του Cambridge εξηγεί ότι το ζητούμενο δεν ήταν απλώς η τεχνολογική υπεροχή, αλλά η απλότητα: να δημιουργηθεί ένα ενιαίο αισθητήριο πεδίο, χωρίς πολύπλοκες υποδομές και χωρίς την ανάγκη για ευάλωτα επιμέρους εξαρτήματα. Ο Δρ. Thomas George Thuruthel από το UCL συμπληρώνει πως στόχος ήταν η πραγματική εφαρμοσιμότητα: να κατασκευαστεί ένα ανθεκτικό, επαναχρησιμοποιήσιμο και φθηνό δέρμα, ικανό να λειτουργήσει σε πραγματικά περιβάλλοντα, έξω από τα ελεγχόμενα όρια ενός εργαστηρίου.

Οι προοπτικές είναι ευρύτατες. Από ανθρωποειδή ρομπότ με ρεαλιστική αφή μέχρι προσθετικά μέλη με δυνατότητα να αντιλαμβάνονται την πίεση ή τη θερμοκρασία, και από βιομηχανικές εφαρμογές υψηλής ακριβείας έως επιχειρήσεις διάσωσης σε εχθρικά περιβάλλοντα, η δυνατότητα ενσώματης αντίληψης σε ρομπότ ανοίγει εντελώς νέους δρόμους. Σε ένα σενάριο πυρκαγιάς ή σεισμού, για παράδειγμα, ένα ρομπότ με τέτοιο δέρμα θα μπορούσε να εντοπίσει ζέστη, ανθρώπινη επαφή ή πίεση κάτω από ερείπια — με τρόπο σχεδόν “ενστικτώδη”. Η ανθρώπινη επιδερμίδα παραμένει ασύγκριτη σε πολυπλοκότητα και ευαισθησία. Όμως, σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτή η νέα προσέγγιση συνιστά το πιο φιλόδοξο και λειτουργικά ρεαλιστικό άλμα προς την κατεύθυνση μιας τεχνητής «δερματικής νοημοσύνης». Η δυνατότητα καταγραφής εκατοντάδων χιλιάδων ερεθισμάτων σε πραγματικό χρόνο, σε ολόκληρη την επιφάνεια ενός ρομπότ, ίσως αποτελέσει τη βάση για μια νέα γενιά μηχανών με κυριολεκτική αίσθηση του τι σημαίνει να “αισθάνεσαι”. Το επόμενο βήμα για την ερευνητική ομάδα είναι να δοκιμάσει το υλικό σε μακροχρόνια χρήση, σε σενάρια που περιλαμβάνουν τριβή, παραμόρφωση και εναλλαγές θερμοκρασίας, προκειμένου να διαπιστωθεί η αντοχή του αλλά και η δυνατότητα επαναφοράς της λειτουργίας του σε απαιτητικά περιβάλλοντα. Η εποχή των ρομπότ που δεν «νιώθουν» πλησιάζει στο τέλος της. Και αυτό το υδροτζελ ίσως αποτελέσει το δέρμα μιας νέας εποχής.