Nervelignende optiske blonder giver robotter et menneskeligt præg

Et nyt syntetisk materiale, der skaber et forbundet sansenetværk, der ligner et biologisk nervesystem, kunne gøre det muligt for bløde robotter at fornemme, hvordan de interagerer med deres omgivelser og justere deres handlinger derefter.

Det strækbare optiske blondemateriale er udviklet af Ph.D. studerende Patricia Xu gennem Organics Robotics Lab på Cornell University.

"Vi ønsker at have en måde at måle spændinger og belastninger for meget deformerbare genstande, og vi ønsker at gøre det ved hjælp af selve hardwaren, ikke syn, " sagde laboratoriedirektør Rob Shepherd, lektor i maskin- og rumfartsteknik og avisens seniorforfatter. "En god måde at tænke det på er fra et biologisk perspektiv. En blind person kan stadig føle, fordi de har sensorer i fingrene, der deformerer, når deres finger deformeres. Det har robotter ikke lige nu."

Shepherds laboratorium skabte tidligere sensoriske skum, der brugte optiske fibre til at detektere sådanne deformationer. Til det optiske blondeprojekt, Xu brugte en fleksibel, porøs gitterstruktur fremstillet af 3-D-printet polyurethan. Hun trådte dens kerne med strækbare optiske fibre indeholdende mere end et dusin mekanosensorer og fastgjorde derefter et LED-lys for at oplyse fiberen.

Da hun pressede gitterstrukturen på forskellige punkter, sensorerne var i stand til at lokalisere ændringer i fotonstrømmen.

"Når strukturen deformeres, du har kontakt mellem indgangslinjen og udgangslinjerne, og lyset hopper ind i disse udgangsløkker i strukturen, så du kan se, hvor kontakten sker, "Sagde Xu." Intensiteten af ​​dette bestemmer intensiteten af ​​selve deformationen. "

Den optiske blonde ville ikke blive brugt som hudbelægning til robotter, Shepherd sagde, men ville være mere som selve kødet. Robotter udstyret med materialet ville være bedre egnet til sundhedsindustrien, specifikt pleje i begyndelsen af ​​livet og slutningen af ​​livet, og fremstilling.

Mens den optiske blonde ikke har så meget følsomhed som en menneskelig fingerspids, som er propfyldt med nervereceptorer, materialet er mere følsomt over for berøring end den menneskelige ryg. Materialet er vaskbart, også, hvilket fører til en anden applikation:Shepherd's lab har lanceret et startup-firma for at kommercialisere Xus sensorer til at lave beklædningsgenstande, der kan måle en persons form og bevægelser til augmented reality-træning.

Papiret, "Optisk blonde til syntetiske afferente neurale netværk, " blev offentliggjort 11. september i Videnskab robotik .