Robots kunnen pijn voelen en vermijden dankzij een synthetische huid
Kunnen robots pijn voelen? Nu wel, en dankzij een team van wetenschappers en hun innovatieve project weten ze ook hoe ze op een gevaarlijke prikkel moeten reageren. Laten we eens kijken waar het over gaat.
Dankzij de innovatieve synthetische huid kunnen robots pijn voelen
Pexels
Humanoïde robots worden steeds meer… “gehumaniseerd”. Als tot nu toe machines zijn ontworpen met ons uiterlijk en in staat zijn menselijk gedrag na te bootsen, zoals de robot van Tesla die eieren kan hanteren zonder ze te breken en bewegingen kan uitvoeren zoals dansen op het ritme van muziek, dan is er nu een nieuwe grens dankzij de synergie tussen de vindingrijkheid van onderzoekers en kunstmatige intelligentie. Wetenschappers van de Universiteit van Hunan, China, hebben pijngevoeligheid mogelijk gemaakt voor robots en het vermogen om op deze stimulus te reageren en deze te vermijden.
Hoe? Het creëren van een innovatieve synthetische huid, dat een algoritme voor kunstmatige intelligentie integreert. Een echt keerpunt op het gebied van robotica, dat de weg opent naar ongekende scenario's in deze zich ontwikkelende sector. Om dit allemaal mogelijk te maken, moeten we uitgaan van de manier waarop mensen pijn voelen: juist door dit mechanisme te begrijpen, kunnen we het uitbreiden naar de wereld van de robotica en resultaten bereiken die even futuristisch als ongelooflijk zijn.
Synthetische huid simuleert het mechanisme waarmee mensen pijn voelen
Freepik
Wanneer we pijn waarnemen, is dit te wijten aan een ingewikkelde interactie tussen de signalen die door onze perifere zenuwen worden verzonden en de interpretatie ervan door de hersenen. De sensoren die het gevoel van pijn detecteren, zijn aanwezig in de menselijke huid en worden gedefinieerd als nociceptoren: het zijn precies deze die elektrische impulsen via zenuwen naar specifieke delen van de hersenen overbrengen, die onmiddellijk adequate reacties activeren, waardoor we ons van gevaar afwenden. Als we bijvoorbeeld onze vingers te dicht bij het vuur houden, iets aanraken dat ons een kleine schok geeft of ons op de een of andere manier pijn doet, nemen reflexen het over, waardoor we ons onmiddellijk terugtrekken uit de bron van de pijn.
Juist op basis van deze menselijke mechanismen is het ongekende pijnperceptiesysteem ontwikkeld dat kan worden uitgebreid naar robots: de synthetische huid van Chinese wetenschappers omvat een vergelijkbare interactie, maar dan tussen zinkkristallen en heliumgel. In feite activeren de kristallen, die overmatige druk waarnemen, elektronen en zenden ze uit, die op hun beurt een elektrisch signaal produceren samen met een lichtgevend signaal. Op deze manier is het mogelijk om het exacte punt te identificeren waar de robot het pijnlijke gevoel ervaart. Jie Tan, een van de sleutelfiguren in dit project, legde uit dat dit systeem robots de mogelijkheid zal geven zichzelf in stand te houden in gevaarlijke situaties.
Maar hoe kunnen mensachtige machines de prikkels herkennen die ze eigenlijk moeten vermijden, waardoor ze zich van de anderen kunnen onderscheiden?Maar hoe kunnen mensachtige machines de prikkels herkennen die ze eigenlijk moeten vermijden, waardoor ze zich van de anderen kunnen onderscheiden?
De synthetische huid voor robots integreert een getraind algoritme voor kunstmatige intelligentie
Freepik
Hier komt het kunstmatige intelligentie-algoritme om de hoek kijken, dat de robots helpt gevaarlijke situaties te herkennen. Met behulp van zowel elektrische als optische signalen kunnen robots zowel het niveau als het precieze punt waarop ze pijn voelen tegelijkertijd waarnemen. Op deze manier wordt de kunstmatige huid uitgerust met een mechanisme dat sterk lijkt op dat van menselijke nociceptoren. Om hun creatie op de proef te stellen en te trainen om goed te functioneren, testten de onderzoekers het door het te onderwerpen aan ongeveer honderd elektrische en optische indicatoren, met behulp van verschillende gereedschappen, waaronder messen, scherpe voorwerpen en wattenbolletjes. Tijdens deze tests leerde het algoritme gevaarlijke stimuli van ongevaarlijke te onderscheiden, waardoor de robothand met synthetische huid in 97,5% van de gevallen objecten correct kon identificeren en onderscheiden. Hij begreep bijvoorbeeld dat een gekookt ei geen risico inhield, maar dat hij onmiddellijk een bal moest ontwijken die bedekt was met ijzeren punten.
Dit zijn ongelooflijke prestaties, die robots niet alleen steeds dichter bij 'menselijke gevoeligheid' brengen, zij het lichamelijk, maar ze ook nieuwe mogelijkheden geven: een chirurgische robot slaagde erin om zonder fouten biopsies uit te voeren op een rat, nadat er pleisters waren aangebracht op het hart, de longen en de lever van het dier. De kunstmatige huid stuurde de juiste prikkels naar de robot, leidde hem door de procedure en stelde hem in staat om monsters te nemen voor microscopische analyse zonder de organen te beschadigen. De uitzonderlijke signalen die de kunstmatige huid uitzendt, kunnen dus ook worden toegepast in de geneeskunde, waardoor de tastzin wordt aangescherpt, de mogelijkheden van microchirurgie worden uitgebreid en operaties veiliger worden. De toepassingsgebieden zijn echt enorm en deze innovatie belooft veel tot nu toe onvoorstelbare voordelen te brengen. Buitengewoon, vind je niet?
