ويقول العلماء الذين يقفون وراء الاختراع إن اليد الميكانيكية المزودة بجلد ذكي أظهرت قدرة ملحوظة على تعلم التفاعل مع المحفزات الخارجية مثل ضربة في راحة اليد.
ويمكن للروبوتات أن تشعر بالألم قريبا بفضل تطوير جلد إلكتروني جديد يمكنه محاكاة الأحاسيس غير المريحة.
ويستخدم نوعا جديدا من نظام المعالجة يعتمد على “الترانزستورات المشبكية، التي تحاكي المسارات العصبية للدماغ من أجل تعلم الشعور بالألم”.
ويعمل الخبراء منذ عقود على بناء جلد صناعي بحساسية اللمس، بطريقة واحدة تم استكشافها على نطاق واسع وتتميز بمجموعة من مستشعرات التلامس عبر سطح الجلد الإلكتروني للسماح لها بالكشف عند ملامستها لجسم ما.
لكن هذه المستشعرات تنتج عادة حجما كبيرا من البيانات التي يمكن أن تستغرق وقتا حتى تتم معالجتها بشكل صحيح بواسطة الكمبيوتر والاستجابة لها، ما يتسبب في حدوث تأخيرات من شأنها أن تقلل من فعالية الجلد المحتملة في مهام العالم الحقيقي.
وتوصل فريق من المهندسين من جامعة غلاسكو الآن إلى نموذج أولي جديد “الجلد الإلكتروني”، يعتقد أنه تقدم كبير في مجال الروبوتات الحساسة للمس. واستلهموه من كيفية تفسير الجهاز العصبي المحيطي للإنسان للإشارات من الجلد من أجل القضاء على التأخير واستهلاك الطاقة للمفاهيم السابقة.
وبمجرد أن يتلقى جلد الإنسان مدخلا، يبدأ الجهاز العصبي المحيطي بمعالجته عند نقطة الاتصال، ويقلصه إلى المعلومات الحيوية فقط قبل إرساله إلى الدماغ.
ويسمح هذا التقليل من البيانات الحسية بالاستخدام الفعال لقنوات الاتصال اللازمة لإرسال البيانات إلى الدماغ، والذي يستجيب على الفور تقريبا حتى يتفاعل الجسم بشكل مناسب.
ولبناء جلد إلكتروني قادر على الاستجابة الفعالة من الناحية الحسابية، مثل المشبك، قام الباحثون بطباعة شبكة من 168 ترانزستورا متشابكا مصنوعة من أسلاك نانوية من أكسيد الزنك مباشرة على سطح بلاستيكي مرن.
ثم قاموا بتوصيل الترانزستور المشبكي بجهاز استشعار الجلد فوق كف على شكل يد إنسان.
ويسجل المستشعر تغييرا في مقاومته الكهربائية عند لمسه، بلمسة خفيفة تتوافق مع تغيير بسيط ولمسة أصعب تؤدي إلى تغيير أكبر.
وقال العلماء إن هذه المدخلات مصممة لتقليد الطريقة التي تعمل بها الخلايا العصبية الحسية في جسم الإنسان.
وفي النماذج الأولية للجلد الإلكتروني، سيتم إرسال بيانات الإدخال هذه إلى جهاز كمبيوتر لتتم معالجتها، حيث غالبا ما يكون هناك تأخير.
ولكن في هذا التصميم، تعمل الدائرة المدمجة في الجلد كمشابك اصطناعية، ما يقلل المدخلات إلى ارتفاع بسيط ويسرع عملية التفاعل.
واستخدم الفريق المخرجات المتفاوتة لهذا الارتفاع في الجهد لتعليم الجلد الاستجابات المناسبة للألم المحاكى، ما يحفز يد الروبوت على الاستجابة.
ومن خلال تحديد عتبة جهد الإدخال لإحداث رد فعل، وجد الباحثون أنه يمكنهم جعل الروبوت يرتد بيده من ضربة حادة في وسط راحة يده.
ويعد تطوير الجلد الإلكتروني أحدث تقدم في الأسطح المطبوعة المرنة والمطاطة من مجموعة تقنيات الانحناء للإلكترونيات والاستشعار (BEST) التابعة لجامعة غلاسكو.
وبالطبع، لم يتضمن تطوير هذا الشكل الجديد من الجلد الإلكتروني إحداث الألم كما نعرفه – إنها ببساطة طريقة مختصرة لشرح عملية التعلم من المحفزات الخارجية.
ونُشر البحث الجديد في مجلة Science Robotics
المصدر: ديلي ميل
