Роботів наділили здатністю до тактильних відчуттів, щоб не затискали людей до смерті

Вчені створили прототип нейроморфної штучної шкіри для роботів, яка використовує принципи, натхненні нервовою системою людини. На відміну від традиційних датчиків, нова розробка спирається на імпульсні (spiking) сигнали, аналогічні діям біологічних нейронів і нейронних мереж. Такі сигнали кодують інформацію про дотик і тиск на поверхню, що відкриває роботам шлях до більш природних тактильних відчуттів.

Джерело зображення: ШІ-генерація ChatGPT 5.2/3DNews

Система формує дані про тиск у вигляді частоти електричних «спайків» від кожного сенсора на шкірі, кожен з яких має унікальний код ідентифікації. Для кодування використовується додаткова інформація про імпульси — їх форма, амплітуда та тривалість, комбінація яких є унікальною.

Сигнали обробляються на наступному рівні архітектури — схожому на біологічний «центр обробки», спинний мозок людини, — де вони фільтруються, локалізуються та аналізуються. Там же створюється спеціалізований буфер, який може програмуватися для встановлення болевого порогу — межі, при перевищенні якої робот припинить тиск, віддернувши маніпулятор.

На більш високому рівні архітектури дані передаються в процесор, що порівняно з передачею сигналів зі спинного мозку в головний для загальної оцінки ситуації. При цьому базові «рефлекси» запрограмовані на самому першому рівні нейроморфної архітектури.

Також датчики штучної шкіри періодично посилають стробовий імпульс, який слугує підтвердженням справності конкретних сегментів шкіри. При відсутності такого сигналу сегмент вважається пошкодженим і потребує заміни. Кодування дозволяє чітко локалізувати несправність. У людини це працює інакше, але це не важливо — сам принцип робочий і зручний для використання в робототехніці. Сегменти шкіри виконані з магнітним кріпленням і автоматично формують підключення при установці на місце.

Програмування рефлекторних реакцій на самому низькому рівні архітектури дозволяє роботу оперативно реагувати на надмірний тиск без підключення аналізу центрального процесора. Це важливо для безпеки людей, яких роботи будуть супроводжувати, наприклад, літніх людей або пацієнтів у лікарнях. Роботи будуть запрограмовані не перевищувати болевий поріг чутливості шкіри людини, щоб не травмувати її.

Штучна шкіра поки що може розпізнавати лише тиск. Для наділення її здатністю визначати температуру та розпізнавати інші відчуття знадобляться інші датчики та їх паралельна обробка. Все це — в майбутньому. Поки вчені знайшли оптимальний шлях для створення сенсорного та інтелектуального симбіозу сигнальної та обчислювальної архітектури — це спайкові нейронні мережі, для яких вже створено безліч обчислювальних архітектур. Таким чином, нейроморфна шкіра як би природно поєднується з нейроморфними процесорами для ІІ, хоча і те, і інше лише з великою натяжкою імітує справжні біологічні процеси в нервовій системі людини.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки