آرزوکیهان
گروه علم و فناوری

پژوهشگران چینی موفق به توسعه نوعی پوست الکترونیکی عصب‌گونه(NRE-skin) شده‌اند که به روبات‌های انسان‌نما امکان می‌دهد بتوانند لمس را احساس کنند، آسیب‌دیدگی را تشخیص دهند و درمواقع خطر، واکنش‌ سریع مشابه سیستم عصبی انسان نشان دهند. این کشف، راه روبات‌های انسان‌نما به خانه‌ها، بیمارستان‌ها و مراکز نگهداری از سالمندان را هموارتر می‌کند.

تقلید از پردازش اطلاعات حسی پوست
وقتی انسان با جسم بسیار داغ یا تیز تماس پیدا می‌کند، پیام‌های حسی مستقیماً از طریق اعصاب به نخاع ارسال می‌شوند و حتی پیش از آنکه مغز به‌طور کامل درد را پردازش کند، واکنشی آنی مانند عقب کشیدن دست رخ می‌دهد. این پاسخ بازتابی، نقش مهمی در جلوگیری از آسیب‌های جدی ایفا می‌کند. در مقابل، روبات‌های انسان‌نما معمولاً به پردازش متمرکز متکی هستند. یعنی داده‌های حسگرها باید ابتدا به واحد پردازش مرکزی منتقل شوند، تحلیل کنند و سپس به فرمان‌های حرکتی تبدیل شوند. همین تأخیرهای کوتاه می‌توانند به آسیب‌های جدی منجر شوند. حالا دیگر روبات‌ها به خانه‌ها، بیمارستان‌ها و فضاهای عمومی نیز راه پیدا کرده‌اند و حل این مشکل می‌تواند دنیای روبات‌های انسان‌نما را متحول کند. بیشتر پوست‌های روباتیکی موجود، صرفاً به‌عنوان حسگر فشار عمل می‌کنند و تنها تشخیص می‌دهند که چیزی با روبات تماس پیدا کرده، اما نمی‌توانند خطرناک بودن آن را درک کنند. اما NRE-skin با تقلید از نحوه پردازش اطلاعات حسی در پوست انسان، می‌تواند تشخیص فعال درد و آسیب را فراهم ‌کند.

یک پوست چند لایه
این پوست از یک معماری الهام‌گرفته از شبکه‌های عصبی انسان تشکیل شده و سیگنال‌هایی شبیه پیام‌های اعصاب انسان منتقل می‌کند. لایه بیرونی این پوست، نقشی محافظتی مشابه اپیدرم پوست انسان دارد و در زیر آن، حسگرها و مدارهایی قرار گرفته‌اند که همچون اعصاب حسی عمل می‌کنند و به‌طور مداوم فشار، نیرو و یکپارچگی ساختاری را پایش می‌کنند. حتی وقتی هیچ تماسی با روبات وجود ندارد، این پوست به‌صورت منظم پالس‌های الکتریکی ضعیفی ارسال می‌کند تا نشان دهد سیستم به‌درستی کار می‌کند. اگر پوست دچار بریدگی یا آسیب شود، این پالس‌ها متوقف می‌شوند و روبات می‌تواند نه‌تنها وقوع آسیب، بلکه محل آن را نیز تشخیص دهد.
همچنین این پوست هنگام تماس، با تولید سیگنال‌های الکتریکی‌ اطلاعات مربوط به میزان فشار واردشده را رمزگذاری می‌کنند. در شرایط عادی، این سیگنال‌ها برای تحلیل به پردازشگر مرکزی روبات ارسال می‌شوند اما وقتی نیروی واردشده، از آستانه‌ای مشخص عبور کند و نشان‌دهنده «درد» یا خطر آسیب باشد، سیستم مسیر متفاوتی را فعال می‌کند. در این حالت، یک سیگنال با ولتاژ بالا مستقیماً به موتورهای روبات ارسال می‌شود و بدون عبور از پردازشگر مرکزی، واکنشی شبیه عقب کشیدن سریع دست هنگام برخورد با جسم داغ از خود نشان می‌دهد. از دیگر ویژگی‌های این پوست، قابلیت ترمیم سریع آن است. این سامانه از قطعات ماژولار مغناطیسی تشکیل شده که می‌توانند به‌سرعت جدا و جایگزین شوند. بنابراین مشکل بخش آسیب‌دیده تنها در عرض چند ثانیه حل می‌شود. این تیم تحقیقاتی اکنون در حال ارتقای حساسیت این سامانه است تا بتواند چندین نقطه تماس همزمان را با دقت پردازش کند؛ قابلیتی حیاتی برای روبات‌هایی که قرار است در محیط‌های پیچیده، پویا و غیرقابل پیش‌بینی انسانی فعالیت کنند.