Kulit buatan membawa robot lebih dekat untuk 'menyentuh' kehidupan manusia
Electronics

Kulit buatan membawa robot lebih dekat untuk ‘menyentuh’ kehidupan manusia


Gambar 1. Robot (Kiri) yang dilengkapi dengan TacLINK. (Kanan) Gambar stereo dan rekonstruksi deformasi 3-D pada kulit buatan. Sistem penginderaan buatan TacLINK dapat mengumpulkan dan memproses informasi sentuhan menggunakan kamera stereo (3-D) dan analisis berbasis model elemen hingga. Kredit: Prof. Van Anh Ho dari JAIST

Robot zaman modern sering kali diminta untuk berinteraksi dengan manusia secara cerdas dan efisien, yang dapat diaktifkan dengan memberi mereka kemampuan untuk merasakan sentuhan. Namun, upaya sebelumnya untuk meniru kulit manusia telah melibatkan perangkat elektronik yang besar dan rumit, kabel, dan risiko kerusakan. Dalam sebuah studi baru-baru ini, para peneliti dari Jepang menghindari kesulitan ini dengan membangun kulit buatan yang dipandu penglihatan 3-D yang memungkinkan penginderaan taktil dengan kinerja tinggi, membuka pintu ke aplikasi yang tak terhitung banyaknya dalam kedokteran, perawatan kesehatan, dan industri.

Robot telah berkembang jauh sejak awal mula mereka untuk otomatisasi kecepatan tinggi. Saat ini, robot dapat ditemukan dalam berbagai peran dalam pengobatan, rehabilitasi, pertanian, dan navigasi laut. Karena banyak peran ini memerlukan kontak manusia, robot diharapkan mahir berinteraksi dengan manusia dengan cara yang aman dan cerdas.

Salah satu cara untuk mencapai tujuan ini adalah dengan memberi robot kemampuan untuk merasakan sentuhan. Oleh karena itu, upaya telah dilakukan untuk mengembangkan “kulit” buatan yang mampu menimbulkan sensasi sentuhan dan memungkinkan robot untuk lebih sadar akan lingkungan sekitarnya, dengan cara yang sama seperti manusia. Namun, meski ada kemajuan besar dalam teknologi sensor taktil, upaya ini tetap menantang. “Tantangan utama terletak dalam meniru kompleksitas inheren dari struktur kulit alami yang memiliki kepadatan mechanoreceptors yang sangat tinggi dengan fungsi khusus seperti merasakan tekanan, getaran, suhu, dan nyeri,” kata Associate Professor Van Anh Ho dari Japan Advanced Institute of Science dan Teknologi, di mana dia memimpin laboratorium yang mengerjakan teknologi haptic lembut. Dia menambahkan, “Semua pendekatan sejauh ini hanya berfokus pada pengembangan struktur mirip kulit dengan matriks sensor yang berbeda tanpa mempertimbangkan sebagian besar kabel, komponen elektronik, dan risiko kerusakan akibat sering bersentuhan.”

Dalam studi baru yang diterbitkan di Transaksi IEEE di Robotika, Prof. Ho dan rekannya Lac Van Duong, seorang mahasiswa doktoral di JAIST, mengembangkan sistem penginderaan buatan berbasis penglihatan berkinerja tinggi yang berbiaya rendah, memiliki struktur yang relatif sederhana, dan dapat diskalakan. Dinamakan TacLINK, sistem ini dapat memproses informasi sentuhan dan bahkan menentukan gaya kontak dan geometri kontak saat berinteraksi dengan lingkungan.

Para peneliti mendasarkan struktur TacLINK pada dasarnya pada tabung akrilik transparan (berfungsi sebagai kerangka tulang kaku) yang ditutupi oleh kulit buatan yang lembut dan terus menerus dengan area penginderaan sekitar 500 cm.2. Mereka menggunakan karet silikon untuk membuat kulit buatan karena elastisitas dan kehalusannya yang tinggi. Selain itu, bahan tersebut dapat dipompa untuk mengubah bentuk dan kekakuannya. Para peneliti mencetak serangkaian penanda di permukaan kulit ini untuk melacak deformasi daripada menyematkan sensor atau komponen elektronik di dalam kulit. Ini sangat mengurangi ukuran, biaya, dan kemungkinan kerusakannya.

Sistem penglihatan terdiri dari dua kamera koaksial yang disusun untuk membentuk kamera stereo yang melacak perpindahan 3-D penanda di dinding bagian dalam kulit. Selain itu, peneliti menggunakan model elemen hingga (FEM) untuk memperkirakan kekakuan struktural kulit. Dengan menggabungkan data dari kedua sumber ini, mereka mampu merekonstruksi geometri kontak dan distribusi gaya kontak secara bersamaan. Selain itu, tidak seperti penelitian sebelumnya, metode ini berfungsi untuk beberapa titik kontak.

Dengan hasil positif seperti itu, Prof. Ho berharap tentang penciptaan perangkat robotik berkemampuan penginderaan sentuh generasi masa depan. “Kulit buatan yang digunakan dalam penelitian kami dapat dengan mudah dibuat dengan metode pengecoran dan oleh karena itu, dapat diterapkan pada bagian lain dari robot, seperti jari, kaki, dada, dan kepala, dan bahkan untuk prostetik pintar bagi manusia, memungkinkan a penyandang cacat untuk merasakan sensasi dengan cara yang sama seperti manusia normal, “komentar Prof. Ho bersemangat. “Selain itu, ini juga dapat digunakan untuk merancang berbagai perangkat sensorik di bidang kedokteran, kesehatan, dan industri. Bahkan, ini sangat cocok untuk pengembangan sistem robotik di era pasca-COVID untuk memungkinkan layanan jarak jauh dengan avatar robotik.”


Kulit sintetis penghasil energi untuk kaki palsu yang terjangkau dan robot yang peka sentuhan


Informasi lebih lanjut:
Lac Van Duong dkk. Penginderaan Taktil Berbasis Visi Skala Besar untuk Tautan Robot: Desain, Pemodelan, dan Evaluasi, Transaksi IEEE di Robotika (2020). DOI: 10.1109 / TRO.2020.3031251

Disediakan oleh Japan Advanced Institute of Science and Technology

Kutipan: Kulit buatan membawa robot lebih dekat ke ‘menyentuh’ kehidupan manusia (2021, 3 Februari) diakses 3 Februari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-02-artificial-skin-robots-closer-human.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel Hongkong