Pupọ julọ awọn roboti ṣaṣeyọri didi ati imọ fọwọkan nipasẹ awọn ọna alupupu, eyiti o le jẹ olopobobo ati lile. Ẹgbẹ kan ti Ile-ẹkọ giga Cornell ti ṣe apẹrẹ ọna fun robot rirọ lati lero agbegbe rẹ ni inu, ni ọna kanna ti eniyan ṣe.
Ẹgbẹ kan ti o jẹ olori nipasẹ Robert Shepherd, oluranlọwọ olukọ ti ẹrọ ati ẹrọ aerospace ati oluṣewadii akọkọ ti Organic Robotics Lab, ti ṣe atẹjade iwe kan ti o n ṣalaye bi awọn itọsọna igbi opiti ti o ni isan ṣe n ṣiṣẹ bi ìsépo, elongation ati awọn sensọ ipa ni ọwọ roboti rirọ.
Ọmọ ile-ẹkọ oye oye Huichan Zhao jẹ onkọwe oludari ti “Optoelectronically Innervated Asọ Prosthetic Hand nipasẹ Stretchable Optical Waveguides,” eyiti o jẹ ifihan ninu ẹda akọkọ ti Imọ Robotics. Iwe naa ti tẹjade Oṣu kejila ọjọ 6; tun idasi wà dokita omo ile iwe Kevin O'Brien ati Shuo Li, mejeeji ti Shepherd ká lab.
"Pupọlọpọ awọn roboti loni ni awọn sensọ lori ita ti ara ti o ṣawari awọn nkan lati oju," Zhao sọ. “Awọn sensosi wa ni idapọ laarin ara, nitorinaa wọn le rii gangan awọn ipa ti o tan kaakiri nipasẹ sisanra ti roboti, pupọ bii awa ati gbogbo awọn oni-ara ṣe nigbati a ba ni irora, fun apẹẹrẹ.”
Awọn itọsọna igbi oju oju ti wa ni lilo lati ibẹrẹ awọn ọdun 1970 fun ọpọlọpọ awọn iṣẹ oye, pẹlu tactile, ipo ati akositiki. Ṣiṣẹda jẹ ilana idiju ni akọkọ, ṣugbọn dide lori awọn ọdun 20 kẹhin ti lithography rirọ ati titẹ sita 3-D ti yori si idagbasoke awọn sensọ elastomeric ti o ni irọrun iṣelọpọ ati dapọ si ohun elo roboti rirọ.
Ẹgbẹ oluṣọ-agutan lo ilana lithography asọ ti o ni igbesẹ mẹrin lati ṣe agbejade mojuto (nipasẹ eyiti ina tan kaakiri), ati ibora (dada ita ti waveguide), eyiti o tun ni LED (diode-emitting ina) ati photodiode.
Bi ọwọ prosthetic ṣe bajẹ diẹ sii, diẹ sii ina ti sọnu nipasẹ mojuto. Ipadanu ina oniyipada yẹn, bi a ti rii nipasẹ photodiode, jẹ ohun ti ngbanilaaye prosthesis lati “mọ” awọn agbegbe rẹ.
"Ti ko ba si ina ti o sọnu nigba ti a ba tẹ prosthesis, a ko ni gba alaye eyikeyi nipa ipo sensọ," Shepherd sọ. "Iye pipadanu da lori bi o ti tẹ."
Ẹgbẹ naa lo prosthesis optoelectronic rẹ lati ṣe ọpọlọpọ awọn iṣẹ ṣiṣe, pẹlu mimu ati ṣiṣewadii fun apẹrẹ mejeeji ati awoara. Paapa julọ, ọwọ ni anfani lati ṣayẹwo awọn tomati mẹta ati pinnu, nipasẹ rirọ, eyiti o pọn julọ.
Zhao sọ pe imọ-ẹrọ yii ni ọpọlọpọ awọn lilo ti o pọju ti o kọja awọn prostheses, pẹlu awọn roboti ti o ni atilẹyin bio, eyiti Shepherd ti ṣawari pẹlu Mason Peck, ẹlẹgbẹ ọjọgbọn ti ẹrọ ati ẹrọ aerospace, fun lilo ninu aaye iwakiri.
"Ise agbese yẹn ko ni esi ifarako," Shepherd sọ, ti o tọka si ifowosowopo pẹlu Peck, “ṣugbọn ti a ba ni awọn sensosi, a le ṣe atẹle ni akoko gidi iyipada apẹrẹ lakoko ijona (nipasẹ elekitirosi omi) ati idagbasoke awọn ilana imuṣiṣẹ to dara julọ lati ṣe. ó máa ń yára gbéra.”
Iṣẹ iwaju lori awọn itọsọna igbi opiti ni awọn roboti rirọ yoo dojukọ awọn agbara ifarako ti o pọ si, ni apakan nipasẹ 3-D titẹjade awọn apẹrẹ sensọ eka diẹ sii, ati nipa iṣakojọpọ ikẹkọ ẹrọ bi ọna ti awọn ifihan agbara decoupling lati nọmba ti o pọ si ti awọn sensọ. “Ni bayi,” Shepherd sọ, “o ṣoro lati sọ agbegbe ibi ti ifọwọkan n ti wa.”
Iṣẹ yii ni atilẹyin nipasẹ ẹbun lati ọdọ Air Force Office of Scientific Research, ati pe o lo awọn Imọ-ẹrọ Cornell NanoScale ati Ohun elo Imọ-ẹrọ ati awọn Ile-iṣẹ Cornell fun Iwadi Awọn ohun elo, mejeeji ti o jẹ atilẹyin nipasẹ National Science Foundation.
- Tom Fleischman, Ile-ẹkọ giga Cornell