مکاترونیک نیوز | استقبال بسیار زیاد از سنسور رباتیکی جدید که قادر به تقلید واکنش خودکار انسان نسبت به گرما است

به گزارش مکاترونیک نیوز، این دستگاه توسط تیمی از کارشناسان دانشگاه هوپ لیورپول ساخته شده است. این محققان معتقدند که این حسگر، اولین حسگری است که می‌تواند ” تکانه حسی” را که جامعه رباتیک تاکنون دیده است، ایجاد کند. یافته‌ها مرتبط با این مطلب ابتدا در تاریخ 15 دسامبر 2021 در IEEE Xplore به عنوان یک مقاله با دسترسی اولیه منتشر شد و در این ماه در IEEE Sensors Journal قرار گرفت. نویسنده اصلی، الکساندر کواباد، از دانشکده ریاضیات، علوم کامپیوتر و مهندسی دانشگاه هوپ لیورپول، ادعا می‌کند که این سیستم آنقدر قوی است که می‌تواند تغییرات دمایی 30 درجه سانتی‌گراد را در ثانیه اندازه‌گیری کند – شبیه به اینکه یک انسان چگونه و با چه سرعتی ممکن است دست خود را از خطر سوختن دور کند.

این حسگر بی‌سیم که با فن آوری Wi-Fi عمل می‎کند، می‌تواند کاربردهای زیادی در دنیای واقعی داشته باشد و در اکتشاف‌های فضایی تا روش‌های مختلف جراحی – و حتی ایجاد “ربات‌های نرم حساس به حرارت” در آینده نزدیک مورد استفاده قرار بگیرد. این ویژگی می تواند بسیار زیاد برای ربات‌های نرم مفید باشد تا همانند رفلکس کناره گیری انسان در لمس سطوح داغ در بخش های متفاوتی همانند جستجو و نجات، کاربردهای صنعتی و اکتشافات فضایی مورد استفاده قرار بگیرد و با دادن یک “حس لامسه” واقعی به روبات‌ها، عملکرد آنها را در محیط های پیچیده، بسیار ماهرتر کند. اگرچه روانشناسان اغلب بیان می‌کنند که بینایی راه اصلی به دست آوردن اطلاعات از محیط پیرامون است، اما زمانی که ادراک بصری مختل می‌شود، ادراک لمسی چاره طبیعی است، حتی اگر بینایی مختل نشود، حس لامسه اغلب در راستا و در ارتباط با ادراک بصری عمل می‌کند.

الکساندر کواباد، دانشجوی دکتری دانشگاه هوپ لیورپول

در قلب کار چیزی است که سنسور GelSight نامیده می شود – این نوع سنسور اولین بار توسط کارشناسان موسسه فن‌اوری ماساچوست (MIT) در سال 2009 اختراع شد و یک “توپوگرافی” سه بعدی بصری بسیار دقیق از هر سطحی را با پردازش اطلاعات “لمسی” ارائه می دهد که اساسا یک “آینه” با تکنولوژی بالا است که بازخورد دیجیتالی را با توجه به آنچه که از طریق سنسور و دوربین لمس می کند، ارائه می‌کند. مطالعات قبلی نشان داده‌اند که چگونه یک حسگر GelSight می‌تواند به بازوی رباتیک کمک کند تا اشیا را به طور موثرتری در دست بگیرد – چیزی که می‌تواند در مورد جراحی با کمک ربات بسیار مهم باشد.

الکساندر کواباد و همکارانش، از جمله پروفسور دیوید رید و دکتر آنورادا راناسینگه در دانشگاه هوپ، نسخه بسیار کم‌هزینه خود از حسگر GelSight را با استفاده از یک پد آرایشی ساده 1 پوندی – نوعی که برای آرایش استفاده می‌شود – ساختند که به این معنی است، این فناوری بسیار قابل دسترس برای مجموعه‌ای از زمینه‌های مختلف است. مهمتر از همه، اینکه بسیار مقرون به صرفه است. این تحقیق جدید بر روی تطبیق سنسور GelSight برای واکنش به گرمای شدید متمرکز بوده است. این کار از طریق استفاده از رنگ به اصطلاح “ترموکرومیک” انجام می شود که در پاسخ به تغییرات دما تغییر رنگ می‌دهد اما پس از قرار گرفتن در معرض دماهای مختلف و بازگشت به دمای معمول به حالت عادی برمی‌گردد. و نه تنها این مطلب وجود دارد، بلکه این حسگر جدید تا حدی «بهبود» یافته است که می‌تواند با کمک هر سه عنصر حائز اهمیت در «سه رنگ اولیه هپتیک» – یعنی نیرو، دما و ارتعاش – توانایی تشخیص و رکورد نبض یک نفر را به درستی داشته باشد.

علاوه بر این، با استفاده از رنگ‌ها و لایه‌های مختلف رنگدانه‌های ترموکرومیک با آستانه‌های دمایی متفاوت روی پوشش بازتابنده، نشان دادیم که می‌توانیم به راحتی دما را با استفاده از مقدار رنگ حس کنیم.

الکساندر کواباد، دانشجوی دکتری دانشگاه هوپ لیورپول

الکساندر کواباد با تشریح اینکه چگونه این حسگر می‌تواند ” تغییرات سریع دمایی معادل رفلکس عقب‌نشینی انسان‌ها را تقلید کند” می‌افزاید:

این حسگر حساس به حرارت اولین حسگر دمای الاستومری یکپارچه است و می‌تواند برای استنتاج نیروهای لمسی بر اساس تغییر شکل مکانیکی ژل استفاده شود. این حسگر زمانی که در معرض گرمای بیش از 50 درجه سانتیگراد قرار گرفت به سرعت تغییر رنگ داد و ما توانستیم زمان پاسخ 643 میلی ثانیه را برای سرد به گرم و گرم به سرد اندازه گیری کنیم. پاسخ دمای سریع سنسور بصری ما قابل مقایسه با واکنش رفلکس خروج کمتر از یک ثانیه سیستم خودمختار انسان به گرمای شدید است. حسگر ما ممکن است به روبات‌ها این توانایی را بدهد که مانند انسان واکنش نشان دهند و منجر به ساخت ربات‌های نرم حساس به حرارت را در آینده نزدیک بشود.

الکساندر کواباد، دانشجوی دکتری دانشگاه هوپ لیورپول

نام گزارشگر: سمیه آموت سر

نام منبع : https://www.azorobotics.com