עור מלאכותי: חוקרים הצליחו לגרום לרובוט לקרוא כתב ברייל

חוקרים הצליחו לגרום לעור מלאכותי ל"הרגיש" כתב ברייל ולפענח אותו בדיוק של כ-92%. כדי לאפשר זאת, החוקרים שהציגו כבר בשנה שעברה את העור המלאכותי, שידכו אותו לשבב נוירומורפי (שמסוגל לפענח אותות חישה מסנסורים) המשמש כ"מוח" שמתרגם את האותות ומבין אותם. החוקרים מהאוניברסיטה הלאומית של סינגפור עובדים כבר מספר שנים על פיתוח העור המלאכותי, שלדבריהם מסוגל לזהות נגיעות בו מהר יותר מפי אלף ממערכת העצבים האנושית.

אך כדי לנצל את היכולות של העור, החוקרים שילבו אותו עם מוח שיוכל לבצע את הליך ההסקה על בסיס הקלט שמועבר אליו בזמן אמת. כדי להגיע ליכולת הזו, החוקרים התבססו על שבב של אינטל בשם Loihi, שמסוגל לעבד נתונים חושיים.

המחקר החדש נועד להדגים כיצד מערכת רובוטית יכולה גם להסיק מסקנות. היכולת הזו יכולה לשפר באופן משמעותי מערכות רובוטיות ולהוסיף להן יכולת להבין את הסביבה שלהם גם בדרכים נוספות מעבר לראייה או שמיעה. כיום רוב הרובוטים מתבססים על מצלמות, מיקרופונים או רדאר כדי לזהות את הסביבה ולהגיב לה. הוספה של חוש מישוש יאפשר למערכות רובוטיות יכולות נוספות להתמודד עם משימות.

פיתוחן של זרועות רובוטיות המצוידות בעור מלאכותי יאפשר להן למשל למשש מוצרים שמיוצרים במפעלים או נמכרים בחנויות כדי לזהות פגמים. דוגמה אחרת היא לזהות ולאחוז חפצים לא מוכרים תוך שימוש בעוצמת הלחץ הנכונה שתמנע מהם להחליק, כמו מוצרים מזכוכית או חומרים עדינים אחרים. בנוסף היכולת לחוש ולראות טוב יותר את הסביבה יכולה גם לאפשר לרובוט לטפל באדם, חיה או צמחים – דבר שיהווה יתרון במקצועות הטיפול, או לקרב אותנו לאוטומציה של משימות כמו ביצוע ניתוחים על ידי מתן תחושת המגע החסרה כיום לזרועות כירורגיות רובוטיות, חקלאות או טיפול בבעלי חיים.

בניסוי הראשוני שביצעו החוקרים, הם השתמשו בזרוע רובוטית המצויידת בעור מלאכותי כדי לקרוא כתב ברייל ולאחר מכן להעביר דרך הענן את נתוני החישה לשבב המוח. זאת, על מנת להמיר את המידע של הבליטות הזעירות שהעור המלאכותי "הרגיש" ולתרגם מהמידע את המשמעות הסמנטית של הכתב.

התוצאות שהתקבלו במהלך עריכת המחקר איפשרו למדעני אוניברסיטת סינגפור להמשיך ולשפר את יכולות התפיסה הרובוטית על ידי שילוב של נתוני ראייה וחישה במגע ברשת עצבית. לשם כך הם דרשו מרובוט לסווג לקטגוריות שונות מיכלים אטומים מסוגים שונים שהכילו כמויות שונות של נוזלים, באמצעות מידע שהתקבל מהעור המלאכותי וממצלמה מבוססת-אירועים. באמצעות אותם חיישני חישה וראייה, הם גם בדקו את יכולתה של המערכת לזהות החלקה סיבובית, שחשובה לאחיזה יציבה.

תוצאות המחקר, שהוצגו השבוע בכנס Robotics: Science and Systems, הראו כי שילוב של ראייה מבוססת-אירועים ושל מגע באמצעות רשת עצבית מצליחות לאפשר דיוק גדול יותר ב-10% בסיווג אובייקטים בהשוואה למערכת לראייה בלבד. בנוסף לכך, הם הדגימו את ההבטחה המגולמת בשילוב טכנולוגיה נוירומורפית בהנעת מכשירים רובוטיים שכאלה - Loihi עיבד את נתוני החישה שהגיעו אליו במהירות גבוהה ב-21% מאשר שבבי העיבוד הגרפי הטובים ביותר, ועשה זאת תוך שימוש בהספק נמוך פי 45.

וזה למעשה היתרון העיקרי של הטכנולוגיה הזו. עד כה מערכות עיבוד אותו דרשו צריכת חשמל גבוהה מאוד כך שהיה קשה מאוד להתקין אותן בתוך רובוטים אוטונומיים ניידים. הצמצום הניכר בדרישות האנרגטיות מאפשר כעת לתכנן מערכות שיכולות לא רק להתנייד במרחב אלא גם להבין אותו מבלי שיהיו קשורות למערכות ניתוח ועיבוד נתונים מסורבלות. במילים אחרות זה עוד שלב בדרך אל רובוט עצמאי.