Yeni sensör, robotların dokunmayı renkler aracılığıyla ‘görmesini’ sağlıyor

Queen Mary University of London mühendisleri, mekanik basıncı canlı renk desenlerine dönüştürerek robotların dokundukları şeyi gerçek zamanlı olarak "görmelerini" sağlayan yumuşak, esnek bir malzeme geliştirdi. Ekip, bu buluşun robotik dokunma algılamasını uzun süredir engelleyen hesaplama darboğazını ortadan kaldırdığını belirtiyor.

Sensör Nasıl Çalışıyor?

3 Temmuz'da Science Advances dergisinde yayımlanan araştırma, iki yumuşak silikon katman arasına yerleştirilmiş esnek bir Bragg yansıtıcısından oluşan mekanokromik bir dokunsal sensörü tanımlıyor. Bir nesne malzemeye bastırdığında, malzemenin mikroskobik iç yapısı deforme oluyor, yansıttığı ışığın dalga boylarını kaydırıyor ve tam temas noktasında uzamsal olarak çözümlenebilir yapısal renkler üretiyor. Standart, düşük maliyetli bir USB kamera bu renk alanlarını doğrudan yakalayarak herhangi bir elektronik kablolama, derin öğrenme ile yeniden yapılandırma veya hesaplama gecikmesi olmaksızın yüksek çözünürlüklü basınç haritaları sağlıyor.techxplore+2

Cihaz, testler sırasında yaklaşık 100 mikrometrelik bir çözünürlüğe ulaştı; bu, eski sensör paradigmalarında binlerce ayrı mikroelektronik bileşen gerektirecek bir başarı olan insan parmak izinin çizgilerini görüntüleyebilecek kadar ince bir düzeydir.neurosciencenews

Laboratuvar Prototipinden Potansiyel Uygulamalara

Bu yaklaşımı icat eden Queen Mary Mühendislik ve Malzeme Bilimi Okulu'ndan doktora sonrası araştırmacı Giacomo Sasso, "Parmağınız bir ışık düğmesine bastığında ne kadar bilgi üretildiğini tahmin edemezsiniz" dedi. "Bu projenin arkasındaki temel fikir, kalıpların dışında düşünmekti: yoğun ve aşırı tasarlanmış sensör dizileri yerleştirmek yerine, algılama işleminin kendisi malzemenin içine taşındı".techxplore+1

Eş yazar Profesör James Busfield ise şunları ekledi: "Özellikle güçlü olan taraf, bilginin zaten ışık sinyalinin içinde olmasıdır. Artık dokunmayı yeniden yapılandırmıyorsunuz, onu doğrudan gözlemliyorsunuz".neurosciencenews

Ekip, bu teknolojinin hassas üretimde robotik tutucuları sarmasını, protez uzuvlara sürekli dokunsal geri bildirim sağlamasını ve cerrahi sistemlerin ince basınç imzaları aracılığıyla sağlıklı dokuyu anormal dokudan ayırt etmesini sağlamasını öngörüyor.techxplore+1

Çözülen Kalıcı Bir Sorun

Geleneksel taksel tabanlı sensörler gerçek zamanlı çalışır ancak çözünürlükleri fiziksel aralıkları ve kablolamalarıyla sınırlıdır; mevcut görme tabanlı dokunsal sensörler ise daha ince detaylara ancak gecikmeye neden olan ağır hesaplamalar pahasına ulaşabilir. Mekanokromik yaklaşım, kuvvet verilerini doğrudan ışık spektrumuna kodlayarak bu ödünleşimi tamamen ortadan kaldırıyor. Floransa, Trieste ve Trento üniversitelerinden eş yazarlar, yumuşak robotik ve polimer bilimi alanındaki uzmanlıklarını birleştirerek bu çalışmada iş birliği yaptılar.science+2