Elvárássá válhatnak az öngyógyító robotok
Új puha robotot fejlesztett öngyógyító képességgel az amerikai Cornell Műszaki Egyetem, már azzal a szándékkal, hogy a gép akár mélytengeri körülmények között, akár az űrben képes legyen kijavítani a rajta keletkező károkat. A kutatók úgy vélik, ennek lassan alapelvárássá kell válnia, ha pénzt és energiát szeretnénk spórolni (nem beszélve a biztonsági kockázatokról) az eszközök szervizelésén.
Vannak olyan közegek, amelyekben eddig azért nem (vagy nem elég hatékonyan) zajlottak tudományos kutatások és üzleti tevékenységek, mert az oda küldött robotok karbantartása túl költséges lenne. Rob Shepherd, a Cornell professzora – egyben a tanulmány társszerzője Hedan Bai doktorandusz mellett – azt gondolja, hogy nagy előrelépés lenne, ha a különböző feladatokra épített puha robotok automatikusan érzékelnék a rajtuk keletkező károkat, majd ki is javítanák azokat. Az öngyógyító gépek gondolata nem új, viszont évek alatt sem épült be a fejlesztések gyakorlatába. Most ez is lehetségessé válhat – feltételezi az egyetem „Autonóm öngyógyító optikai szenzorok kárintelligens puhatestű rendszerekhez” című tanulmánya alapján a Technology.org.
Emlékezzünk csak Elon Musk érvelésére a korábban túl utópisztikusnak hitt újrahasznosítható űrrakéták mellett: „Ha a Santa Maria egyszer használatos lett volna, Kolumbusz Kristóf sosem fedezi fel Amerikát.” És tényleg: az expedíció olyan hajóval kellett, hogy utazzon, amit a rajta tartózkodó legénység akár évtizedekig képes működtetni, vagyis akármeddig jusson el a glóbuszon, képes legyen onnan hazatérni. A puhatestű robotokat hasonló elv mentén kell megépíteni, majd továbblépni, hogy már személyzet nélkül is boldoguljanak, és visszajönniük se kelljen.
„Hogyha hosszú ideig működtetsz robotokat, akkor azon károsodások fognak keletkezni. De hogyan tehetjük lehetővé számukra, hogy kijavítsák vagy kezeljék a károkat?” – teszi fel a kérdést Shepherd. Az első lépés, hogy képessé tegyük a károsodás önálló azonosítására és annak mérlegelésére, hogy az igényel-e valamiféle javítást. Ehhez az iskola robotikai laboratóriuma éveken keresztül kísérletezett nyújtható száloptikai érzékelőkkel és puha robotokhoz kapcsolódó alkatrészekkel (a mesterséges bőrtől a hordható eszközökig), hogy minél gyorsabbá és használhatóbbá tegye őket.
A száloptikai szenzorok egy optikai hullámvezetőn keresztül továbbítják a LED-fényt, majd egy fotodióda érzékeli a sugár intenzitásának változásait, hogy meghatározza, mikor deformálódik az anyag. A technológia egyik erénye, hogy a hullámvezetők akkor is képesek közvetíteni a fényt, ha kilyukadnak vagy elvágják őket. A hatékonyságot azzal fokozták, hogy magukat az érzékelőket hidrogénkötést tartalmazó poliuretán-karbamid elasztomerrel kombinálták. Az így létrejött, SHeaLDS névre keresztelt öngyógyító fényvezetők megbízható dinamikus érzékelést biztosítanak, sérülésállóak, és külső beavatkozás nélkül, szobahőmérsékleten képesek az öngyógyulásra, például vágások után.
A kísérletezéshez egy négyágú, tengeri csillagra emlékeztető puha robotra telepítették a SHeaLDS-et, amit visszacsatolás-vezérlővel is elláttak. Ezt követően összesen hatszor szúrták meg a gép egyik ágát, mire az egy percen belül nemcsak automatikusan észlelte és azonosította, de ki is javította a sérülést. Ettől függetlenül az anyag nem elpusztíthatatlan: a tulajdonságait az emberi húshoz hasonlítva Shepherd azt mondta, hogy „bár a sav és a hő miatt elszenvedett égési sérülések is begyógyulnak, a kémiai tulajdonságok attól még megváltoznak”.
Az utat ettől eltekintve remekül kijelölték; most az jön, hogy a SHeaLDS-et gépi tanulásos algoritmusokkal vértezik fel, ezáltal létrehozhatnak egy nagyon tartós robotot, aminek a bőre nemcsak öngyógyító, hanem alkalmas a környezet érzékelésére is, így még több feladatot képes elvégezni.
Gábor János, Okosipar.hu