مهندسان دانشگاه استنفورد ادعا کرده اند که موفق به تولید دستکش های الکترونیکی مجهز به سنسور شده اند که قادر است آن مهارت و چالاکی دست انسان را در دست های رباتیک ایجاد کند.
ترجمه: آزاده موحد
ژنان بایو و تیمش نشان داده اند که این سنسورها به قدری عالی عمل می کنند که دست رباتیک را قادر به لمس یک توت کوچک و ظریف و گرفتن یک توپ پینگ پنگ می نمایند بدون آن که آن ها را خرد کنند.
به گزارش سرویس ترجمه نساجی امروز، به گفته ژنان این فناوری ما را در مسیری قرار می دهد که انتهای آن ایجاد قابلیت های حسی پوست انسان در ربات ها است.
ژنان می گوید سنسورهای موجود در نوک دستکش به طور هم زمان شدت و جهت فشار را نیز اندازه گیری می کند که هر دو عامل برای کسب مهارت و چالاکی دست لازم است. البته این فناوری همچنان نیاز به کامل تر شدن دارد، رباتی که این دستکش ها را به دست می کند باید بتواند یک تخم مرغ را بین انگشت اشاره و شست خود نگه دارد بدون آن که آن را خرد کند یا تخم مرغ سر بخورد.
دستکش الکترونیکی همکاری لایه های پوست انسان با یکدیگر برای ایجاد حساسیت فوق العاده در دست را تقلید می کند.
دانشمندان دریافته اند که سنسورها برای تشخیص فشار، حرارت و سایر محرک ها به لایه بیرونی پوست بدن انسان نفوذ کرده اند. کف دست انسان و انگشتان آن دارای قابلیت خاصی در لمس سنسورها هستند و این سنسورها با زیرلایه ای از پوست که اسپینوزوم نام دارد و ناهموار هم هست در ارتباط هستند.
به گفته متخصصان ناهمواری این لایه لازم و ضروی است. زمانی که انگشت دست شیی را لمس می کند، لایه خارجی پوست به اسپینوزوم نزدیک تر می شود. یک تماس کوچک توسط سنسورها به ویژه سنسورهای نزدیک به نوک، حس می شود. افزایش شدت فشار وارد شده از پوست بیرونی به اسپینوزوم باعث می شود تا میزان حساسیت به لمس نیز افزایش پیدا کند.
البته اندازه گیری شدت فشار تنها بخشی از وظایف اسپینوزوم است. این لایه زیرین ناهموار همچنین به تشخیص جهت فشار یا نیروی برشی نیز کمک می کند. برای مثال انگشتی که سمت شمال را فشار می دهد، سیگنال های شدیدی در دامنه های آن تپه های میکروسکوپی ایجاد می کند. این توانایی حس کردن نیروی برشی بخشی از آن چیزی است که به ما کمک می کند بتوانیم یک تخم مرغ را به آرامی اما با قدرت بین انگشت شست و اشاره خود نگاه داریم.
هر سنسور موجود بر روی نوک انگشت دستکش رباتیک از سه لایه انعطاف پذیر تشکیل شده که با همکاری یکدیگر عمل می کنند. لایه های بالایی و پایینی از نظر الکتریکی فعال هستند. محققان بر روی هر دو سطح رو به روی هم یک شبکه از خطوط الکتریکی قرار داده اند که درست مانند مرزبندی یک زمین کشاورزی می باشد، برای ایجاد یک آرایش متراکم از پیکسل های حسگر کوچک این خط ها را بر هم عمود کرده اند. آن ها همچنین لایه زیرین را مانند اسپینوزوم به صورت ناهموار طراحی کرده اند.
عایق لاستیکی موجود در لایه میانی به آسانی لایه های بالایی و پایینی الکترودها را از هم جدا نگه می دارد. این جداسازی لازم است چون الکترودهای نزدیک به هم می توانند بدون تماس، انرژی الکتریکی را ذخیره سازی کنند. فشار انگشت رباتیک به سمت پایین باعث فشرده شدن الکترودهای بالایی نزدیک تر به لایه پایینی و افزایش انرژی ذخیره شده می شود. تپه و دره های لایه پایینی می توانند مانند پوست بدن انسان، شدت و جهت فشار را در نقاط مشخص موجود در شبکه های عمود بر هم ترسیم کنند.
محققان برای آزمایش فناوری خود سنسورهای سه لایه را بر روی انگشتان دستکش لاستیکی قرار دادند و دستکش را به دست ربات پوشاندند. هدف نهایی جاسازی مستقیم سنسورها بر روی پوشش پوست مانند دست های ربات است.
ژنان می گوید با انجام برنامه ریزی صحیح می توان کاری کرد که یک دست رباتیک مجهز به دستکش های جدید، یک کار تکراری مانند بلند کردن تخم مرغ ها از روی تسمه و قرار دادن آن ها درون جعبه را انجام دهد. این فناوری همچنین می تواند در مواردی نظیر جراحی های رباتیک که کنترل دقیق بر روی لمس اشیا لازم است، به کار رود. البته هدف نهایی ژنان این است که مدل پیشرفته ای از این دستکش ها را تولید کند که بدون نیاز به برنامه ریزی قبلی بتوانند به طور خودکار مقدار نیروی لازم برای بلند کردن یک شی را اعمال کنند.
او می گوید ما می توانیم به گونه ای برنامه ریزی کنیم که دست رباتیک بتواند یک تمشک را بدون خرد کردن لمس کند اما برای این که خود ربات بتواند تشخیص دهد که آن شی تمشک است و بعد آن را بلند کند، راهی طولانی پیش رو داریم.
در سال های اخیر بحث های زیادی پیرامون اتوماسیون و هوش مصنوعی مطرح شده است. فناوری هایی نظیر این دستکش می تواند در هر دو بخش نساجی و پزشکی مفید واقع شود. این دو صنعت تنها بخشی از صنایع متعددی هستند که در طولانی مدت می توانند از فناوری دستکش های فوق بهره ببرند.