Robots ar savu "ādu" spētu labāk uztvert vidi
"Optoskin" prototips "ir inovatīvs taustes sensors, kas izmanto gaismas laušanas mehānismu kontaktpunktu detektēšanā", Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta pētnieks Andrejs Ogurcovs demonstrē nelielu stikla plāksni ar pievienotiem taustes sensoriem, un reakcija uz katru pieskārienu redzama arī datora ekrānā.
Starptautiskā robottehnoloģiju projektā "Sestosenso" radīta tehnoloģija, lai uzlabotu robotu sadarbību ar cilvēku.
"Ja jūs spiežat uz stikla, – pieliksim klāt silikona gabalu, kas veido to normālo kontaktu –, un jums ir punkts un sarkanajā krāsā iekrāsojas tas, ko viņš ierauga, lūk, signāls ir stiprs. Tas simulē cilvēka ādu," skaidro Ogurcovs.
"Kāda ir tā jēga – gaisma ir iekļauta stikla iekšpusē un tā neiet laukā, bet, ja jūs pieskaraties virsmai, ādai ir viens laušanas koeficients, bet akrila stiklam cits, un šo laušanas koeficientu nesakritības dēļ veidojas nehomogenitāte, un veidojas tā kā gaismas noplūde jūsu ādā, un šī sistēma to redz," stāsta pētnieks.
"Tas ir veikalā pirkts parastais akrila stikls un divi TOF sensori, kas arī ir komerciāli pieejami. Kas ir TOF (Time-of-Flight) sensori – tas ir radars, kas izmanto nevis mikroviļņus, bet gan lāzergaismas starojumu, kas mēra attālumu un, ja jūs laižat iekšā gaismas vadā, kas šeit ir tas akrila stikls, tad jums iekšpusē izveidojas vienmērīgs gaismas paraugs un, pieskaroties tam klāt, jūs maināt gaismas sadalījumu, ko detektē šī sistēma, un jūs varat diezgan precīzi noteikt tās koordinātas," viņš stāsta.
Andrejs šajā projektā izstrādāja tieši signālu apstrādes programmatūru, un pētnieki eksperimentē arī ar dažādiem virsmas materiāliem, proti, ir gan versija, kurai izmanto cietos polimērus, un mīkstā versija, kas veidota no optiskas kvalitātes silikona, kas būtu adaptējams jebkuras formas robotam.
Ja šie sensori pārklātu robota virsmu, tas ļautu tam efektīvāk ar šo "ādu" pašam uztvert vidi.
"Ja jums ir kaut kāda robotizēta līnija rūpnīcā un robots veic noteiktu darbību, pārprogrammēt to kaut kādai citai darbībai prasa laiku un naudu, jo vajadzīgs arī kvalificēts personāls. Projekta jēga ir veidot tā dēvēto "self-awareness" robotu, lai tas pats varētu orientēties apkārtējā telpā. Tas vienkāršos un padarīs lētāku tieši to programmēšanu," skaidro pētnieks.
Mazinās risku cilvēkiem
Citu valstu projekta partneri testē ar šiem taustes sensoriem aprīkoto robotu mijiedarbību ar cilvēkiem, tāpat, ja industriālajiem robotiem būs šāda taustes redze, tas mazinās riskus arī cilvēku personālam.
"Piemēram, jums ir industriāls kravas robots, kuram ir cēlējkapacitāte 200 kilogrami, viņi ir diezgan bīstami, jo viņi ir jaudīgi un mēdz būt nelaimes gadījumi. Piemēram, rūpnīcās, kur ir robotizētas līnijās, cilvēki var aizmirst kaut ko ieslēgt vai izslēgt, tas ir cilvēkfaktors, bet, ja būs tā optiskā āda ap robotu, tad
kontakta gadījumā tā var strādāt kā signalizācija un robots var apstāties, jo viņš detektēs to pieskārienu," piemērus min Ogurcovs.
"Tāpat variants ir kolaboratīvi roboti jeb sadarbība ar robotu, tas ir, jūs viņu ņemat un viņš to jūt un seko arī jūsu kustībai. Tas var noteikt spiediena spēku, analizēt visu gaismu iekšā materiālā, kas viņam ir apkārt. Tieši ar to nodarbojas mūsu partneri no Oksfordas, un viņi cenšas pārbaudīt pielietojamību, piemēram, celt dažādas kravas, strādāt ierobežotās vietās – kā automašīnu rūpnīcās vai augļu savākšanā. Galu galā šī tehnoloģija būs pieejama daudzās sfērās, jo galvenā priekšrocība ir pazemināt izmaksas uz jaunas tehnoloģijas pamata. Tā ir progresa būtība," stāsta zinātnieks.
"Optoskin" ir viena no tehnoloģijām vērienīgā "Sestosenso" projektā, un konsorcijā kopumā darbojas 14 partneri no Šveices, Lielbritānijas, Zviedrijas, Itālijas un citām valstīm.
Projekta noslēgums plānots pēc gada, stāsta projekta vadītāja no Cietvielu fizikas institūta Ilze Aulika.
"Tagad mums ir jāsāk nopietna tirgus analīzē un jākontaktējas ar industrijām, lai saprastu, vai tiešām šī izstrādātā "āda" varētu būt viņiem vērtīga.
Mūsu gadījumā ir tiešām interesanti, ka, piemēram, ja mums ir laukums 300 reiz 300 milimetri, mēs varam to sensorizēt tikai ar diviem vai trīs TOF sensoriem. Šī paša materiāla izmaksas nav lielas, paši sensori arī nemaksā dārgi. Es ceru, ka tad, kad mēs sāksim kompāniju aptauju, mēs jutīsim interesi. Mums ir arī garantēts atbalsts, lai veiktu tirgus pētījumu un sāktu veikt biznesa plāna izveidi," atklāj Ilze Aulika.
Cietvielu fizikas institūta izgudroto tehnoloģiju "Optoskin" izcēlis arī Eiropas Savienības inovāciju radars, kas arī dod papildu iespējas nākotnes investoru piesaistē, un pētnieki ir gandarīti, ka oktobra sākumā notikušajā Eiropas lielo datu vērtību forumā Budapeštā par tehnoloģiju interesi izrādījuši daudzi industrijas pārstāvji.
