توانایی‌های پوست انسان در این حسگر جدید جمع شده‌اند

پژوهشگران «دانشگاه اکول پلی‌تکنیک فدرال لوزان»، حسگر جدیدی ابداع کرده‌اند که ترکیبی از توانایی‌های گوناگون پوست انسان مانند خمش، کشش، فشرده‌سازی و تغییرات دما را در خود دارد.

به گزارش ایسنا و به نقل از ساینمگ، پژوهشگران حوزه رباتیک پیشتر گام‌های بزرگی را در توسعه حسگرهایی برداشته‌اند که می‌توانند تغییرات موقعیت، فشار و دما را درک کنند. همه این‌ کاربردها برای فناوری‌هایی مانند دستگاه‌های پوشیدنی و رابط‌های انسان و ربات مهم هستند اما ویژگی بارز ادراک انسان، توانایی حس کردن چندین محرک به طور هم‌زمان است و این همان چیزی است که علم رباتیک برای رسیدن به آن تلاش می‌کند.

اکنون «جیمی پیک»(Jamie Paik) و همکارانش در «آزمایشگاه رباتیک پیکربندی مجدد»(RRL) در دانشکده مهندسی «دانشگاه  اکول پلی‌تکنیک فدرال لوزان»(EPFL)، حسگری را ابداع کرده‌اند که می‌تواند ترکیبی از خمش، کشش، فشرده‌سازی و تغییرات دما را درک کند. همه این توانایی‌ها با استفاده از یک سیستم قوی انجام می‌گیرند که در یک مفهوم ساده خلاصه می‌شود و آن مفهوم، رنگ است.

این حسگر موسوم به «کروموسنس»(ChromoSense)، بر یک استوانه لاستیکی شفاف متکی است که سه بخش به رنگ‌های قرمز، سبز و آبی را در بر دارد. یک لامپ LED در بالای دستگاه، نور را از میان مرکز آن می‌فرستد و تغییر در مسیر نور رنگ‌ها، با توجه به خم شدن یا کشیده شدن دستگاه توسط یک طیف‌سنج کوچک در قسمت پایین صورت می‌گیرد.

پیک گفت: تصور کنید سه طعم متفاوت نوشیدنی را در سه نی مختلف می‌نوشید. اگر نی‌ها را خم کنید یا بچرخانید، نسبت هر طعم دریافت‌شده تغییر می‌کند. این همان اصلی است که کروموسنس از آن استفاده می‌کند. این حسگر، تغییرات نوری در حال عبور از بخش‌های رنگی را با توجه به تغییر شکل هندسه آن بخش‌ها درک می‌کند.

بخش حساس به حرارت دستگاه، به آن امکان می‌دهد تا تغییرات دما را با استفاده از یک رنگ مخصوص شبیه به رنگ تی‌شرت‌ها تشخیص دهد که با حرارت دادن، رنگ آن از بین می‌رود.

یک رویکرد ساده‌تر برای پوشیدنی‌ها

پیک توضیح داد که اگرچه فناوری‌های رباتیک متکی به دوربین‌ها یا حسگرهای متعدد، مؤثر هستند اما می‌توانند دستگاه‌های پوشیدنی را سنگین‌تر و دست‌وپاگیرتر کنند. به علاوه، آنها به پردازش داده‌های بیشتری نیاز دارند.

وی افزود: برای اینکه ربات‌های نرم به ما خدمات بهتری را در زندگی روزمره بدهند، باید بتوانند کاری را که ما انجام می‌دهیم حس کنند. به‌ طور سنتی، سریع‌ترین و ارزان‌ترین راه برای انجام دادن این کار، سیستم‌های مبتنی بر دید بوده‌اند که همه فعالیت‌های ما را ثبت می‌کنند و داده‌های لازم را به دست می‌آورند. کروموسنس امکان خوانش‌های هدفمندتر و متراکم‌تر اطلاعات را فراهم می‌کند و آن را می‌توان به راحتی در مواد متفاوت برای کارهای مختلف جاسازی کرد.

کروموسنس به لطف ساختار مکانیکی ساده و استفاده کردن از رنگ روی دوربین‌ها می‌تواند خود را به تولید انبوه ارزان‌قیمت برساند. پیک علاوه بر فناوری‌های کمکی مانند لباس‌های بیرونی کمک‌کننده حرکت، برنامه‌های روزمره کروموسنس را در لباس‌های ورزشی یا لباس‌های معمولی می‌بیند که می‌توان از آنها برای ارائه دادن بازخورد به کاربران در مورد حرکات آنها استفاده کرد.

نقطه قوت کروموسنس، توانایی آن در حس کردن چندین محرک به طور هم‌زمان است که می‌تواند یک نقطه ضعف هم باشد زیرا تفکیک کردن هم‌زمان محرک‌های اعمال‌شده هنوز یک چالش به شمار می‌رود که پژوهشگران روی آن کار می‌کنند. پیک خاطرنشان کرد که آنها در حال حاضر روی بهبود فناوری برای درک کردن نیروهای اعمال‌شده به صورت محلی یا مرزهای دقیق یک ماده هنگام تغییر شکل تمرکز دارند.

وی افزود: من معتقدم اگر کروموسنس محبوبیت به دست بیاورد و بسیاری از مردم بخواهند از آن به عنوان یک راه‌حل برای سنجش رباتیک همه‌منظوره استفاده کنند، افزایش بیشتر تراکم اطلاعات حسگر می‌تواند به یک چالش واقعا جالب تبدیل شود.

این پژوهش در مجله «Nature Communications» به چاپ رسید.

انتهای پیام