فناوری MOTIF توانایی درک و حس‌ مشابه انسان را به ربات‌ها منتقل می‌کند

چالش شبیه‌سازی حس لامسه انسانی

دست انسان با شبکه پیچیده‌ای از گیرنده‌های حسی در پوست، همراه با اعصاب و مغز، قادر به تشخیص فشار، لرزش، بافت، دما و حتی درد است. این توانایی هنوز برای مهندسان رباتیک یک راز باقی مانده و بازتولید آن در سیستم‌های مصنوعی بسیار دشوار است. بدون این حساسیت، طراحی دستی رباتیکی که بتواند به‌صورت انسانی با محیط تعامل کند، تقریباً غیرممکن است. با این حال، تیم USC با معرفی motif یک راه‌حل موقت ارائه داده که می‌تواند ما را به هدف نهایی نزدیک‌تر کند.

طراحی و ویژگی‌های فنی motif

ترکیب سنسورهای چندگانه

motif با رویکردی جامع به مسئله سنسور پرداخته است. این دست رباتیکی مجهز به مجموعه‌ای از سنسورها است که داده‌های متنوعی را جمع‌آوری می‌کنند تا تصویری دقیق‌تر از محیط ارائه دهند. سنسورهای به‌کاررفته شامل سنسورهای عمق، دوربین‌های حرارتی، واحدهای اندازه‌گیری اینرسی و دوربین‌های بصری هستند.

پلتفرم و ساختار پایه

motif بر پایه دست رباتیکی LEAP، یک پلتفرم متن‌باز شناخته‌شده برای دست‌های رباتیکی ماهر، ساخته شده است. این تیم سنسورهای متعددی به این ساختار اضافه کرده‌اند که شامل:

• سنسورهای لمسی فیلم نازک روی هر انگشت با شبکه نمونه‌برداری 6×6 و رزولوشن 2.5 میلی‌متر، قادر به تشخیص نیرو با آستانه تحریک تنها 20 گرم.
• سنسور عمق مبتنی بر زمان پرواز (Time-of-Flight) در کف دست برای اندازه‌گیری فاصله در زمان واقعی.
• دوربین حرارتی FLIR Lepton 3.5 با رزولوشن اولیه 160×120 پیکسل (که به 1280×960 ارتقا یافته) برای تشخیص الگوهای حرارتی.
• واحدهای ردیابی حرکت در هر مفصل انگشت، مجهز به ژیروسکوپ و شتاب‌سنج سه‌محوری و حسگر مغناطیسی برای ردیابی جهت‌گیری نه‌محوری.
• دوربین Raspberry Pi مدل 2 در مچ دست برای ضبط داده‌های بصری RGB با نرخ 30 فریم بر ثانیه.

پردازش داده‌ها

پردازشگر اصلی این سیستم یک Raspberry Pi 5 است که وظیفه یکپارچه‌سازی داده‌های ورودی از حسگرهای مختلف را بر عهده دارد. این پردازشگر به دست رباتیکی امکان می‌دهد تا محیط را درک کرده و اشیاء را شناسایی کند.

مشخصات فنی سنسورها

کاربردها و قابلیت‌های عملی

یکی از آزمایش‌هایی که با motif انجام شد، آموزش این دست رباتیکی برای برداشتن قوطی‌ها به روشی مشابه انسان بود. این دست با استفاده از داده‌های ترکیبی سنسورها توانست اشیاء را با دقت بیشتری در دست بگیرد و با محیط تعامل کند. این قابلیت می‌تواند در آینده برای وظایف پیچیده‌تر، مانند دستکاری اشیاء ظریف یا انجام کارهای صنعتی، گسترش یابد.

مزایا و آینده motif

motif یک پروژه متن‌باز است و هزینه ساخت آن کمتر از 4000 دلار برآورد شده است. این دست رباتیکی می‌تواند به‌عنوان یک پلتفرم مهم برای تحقیقات و کاربردهای واقعی در زمینه دستکاری رباتیک مورد استفاده قرار گیرد. با توسعه بیشتر، مانند افزودن سنسورهای با رزولوشن بالاتر در نوک انگشتان، motif می‌تواند به ابزاری کلیدی برای پیشرفت رباتیک تبدیل شود.