Bagaimana para ilmuwan memberi robot indra peraba yang mirip manusia

Ada adegan mimpi buruk dalam film Guillermo del Toro tahun 2006 Labirin PAN di mana kita dihadapkan pada makhluk humanoid jahat yang disebut Manusia Pucat. Tanpa mata di kepalanya yang mengerikan dan tidak berbulu, Manusia Pucat, yang menyerupai Voldemort tanpa mata, melihat dengan bantuan bola mata yang tertanam di telapak tangannya. Dengan menggunakan pelengkap okuler ini, yang dia angkat di depan wajahnya yang tanpa mata seperti kacamata, Manusia Pucat mampu memvisualisasikan dan bergerak di sekelilingnya.

Hal ini sedikit banyak menggambarkan pekerjaan yang dilakukan oleh para peneliti di Laboratorium Robotika Bristol di Inggris – meskipun tanpa aspek horor tubuh yang menakutkan. Hanya dalam kasus mereka, pemain pengganti Pale Man tidak hanya memiliki satu bola mata di setiap telapak tangannya; dia punya satu di setiap jari.

“Dalam empat atau lima tahun terakhir, telah terjadi perubahan di bidang penginderaan sentuhan dan robotika [dalam bentuk] peralihan ke penggunaan kamera sebagai sensor,”

profesor Nathan Lepora, yang memimpin Kelompok Penelitian Robotika Taktil yang beranggotakan 15 orang untuk Laboratorium Robotika Bristol, mengatakan kepada Digital Trends. “Ini disebut penginderaan taktil berbasis optik dan penglihatan. Alasan yang menjadi perhatian adalah karena ada pemahaman bahwa informasi beresolusi tinggi konten dari ujung jari sangat penting bagi kecerdasan buatan untuk mengendalikannya sistem.”

Tren Digital pertama kali dibahas Karya Lepora pada tahun 2017, menggambarkan versi awal proyek timnya sebagai “terdiri dari webcam yang dipasang di a Ujung jari lembut cetakan 3D yang melacak pin internal, dirancang untuk bertindak seperti reseptor sentuhan pada manusia ujung jari.

Sejak itu, pekerjaannya terus mengalami kemajuan. Untuk itu, tim baru-baru ini menerbitkan penelitian baru mengungkapkan langkah-langkah terbaru dalam proyek ini: Menciptakan kulit taktil yang dicetak 3D yang mungkin suatu hari nanti bisa memberikannya tangan palsu atau robot otonom yang indra perabanya jauh lebih sesuai dengan darah dan daging manusia tangan.

Jaring yang dicetak 3D terdiri dari papila berbentuk pin yang meniru struktur dermal serupa yang ditemukan antara lapisan epidermis luar dan dermal dalam pada kulit manusia. Ini dapat menghasilkan sinyal saraf buatan, yang bila diukur, menyerupai rekaman neuron nyata yang memungkinkan mekanoreseptor tubuh mengidentifikasi bentuk dan tekanan benda atau permukaan kapan tersentuh.

“Saat kami melakukan perbandingan sinyal yang berasal dari ujung jari buatan kami dengan data sebenarnya, kami menemukan a kecocokan yang sangat mirip antara kedua kumpulan data, dengan jenis bukit dan lembah yang sama [ditemukan pada keduanya],” Lepora menjelaskan.

Menggabungkan informasi reseptor kulit yang dicetak 3D dengan data yang diambil dari kamera kecil yang tertanam mungkin dapat membantu tim harapan, menjadi kunci untuk mewujudkan impian jangka panjang dalam kecerdasan buatan dan robotika: Perasaan buatan menyentuh.

Kelima indera

Meskipun tidak semua peneliti setuju, mungkin tujuan mendasar AI yang paling luas adalah untuk mereplikasi kecerdasan manusia (atau, setidaknya, kemampuan untuk melaksanakan semua tugas yang mampu dilakukan manusia) di dalam a komputer. Itu berarti mencari cara untuk menciptakan kembali panca indera – penglihatan, pendengaran, penciuman, rasa, dan sentuhan – dalam bentuk perangkat lunak. Hanya dengan demikian pengujian potensial Kecerdasan Umum Buatan, seperti yang diusulkan “Tes Kopi” (robot yang benar-benar cerdas harus mampu masuk ke dalam rumah, dan mencari bahan dan komponen yang diperlukan untuk membuat secangkir kopi), tercapai.

Sampai saat ini, banyak perhatian dan kemajuan telah dicapai dalam hal pengenalan gambar dan audio. Kurang perhatian, namun masih ada sebagian, yang diberikan pada bau dan rasa. Sensor pintar yang dilengkapi AI dapat mengidentifikasi ratusan bau berbeda dalam database melalui pengembangan “hidung digital.” Penguji rasa digital, mampu memberikan ukuran obyektif terkait rasa, juga menjadi bahan penyelidikan. Namun sentuhan tetap berada di luar jangkauan.

“Kami lebih sadar akan bidang-bidang seperti penglihatan,” kata Lepora, menjelaskan mengapa para peneliti sering kali fokus pada bidang lain. “Oleh karena itu, kami menganggapnya lebih penting dalam kaitannya dengan apa yang kami lakukan setiap hari. Namun ketika berhubungan dengan sentuhan, sering kali kita bahkan tidak sadar bahwa kita sedang menggunakannya. Dan tentu saja hal itu tidak terlalu penting. Namun, jika Anda menghilangkan indra peraba, tangan Anda sama sekali tidak berguna. Anda tidak dapat melakukan apa pun dengan mereka.”

Ini tidak berarti bahwa robot menghindari interaksi dengan objek di dunia nyata. Selama lebih dari setengah abad, robot industri dengan sumbu gerak terbatas dan tindakan sederhana seperti mengambil dan memutar telah digunakan di jalur perakitan pabrik. Di pusat pemenuhan Amazon, robot memainkan peran penting dalam memastikan proses pengiriman satu hari dapat terwujud. Berkat akuisisi perusahaan robotika Kiva pada tahun 2012, gudang Amazon menampilkan pasukan robot berbentuk kotak yang mirip dengan Roombas besar yang berpindah-pindah rak produk, membawanya ke “pemilih” manusia untuk memilih item yang tepat dari.

Namun, meskipun kedua proses ini sangat menghemat waktu yang dibutuhkan manusia untuk menyelesaikan tugas-tugas ini tanpa bantuan, robot-robot ini hanya menjalankan fungsi yang terbatas sehingga manusia harus melakukan banyak hal secara presisi bekerja.

Ada alasan bagus untuk hal ini: Meskipun penanganan yang cekatan adalah sesuatu yang dianggap remeh oleh sebagian besar manusia, hal ini merupakan sesuatu yang sangat sulit dilakukan oleh mesin. Sentuhan manusia sangat berbeda. Kulit memiliki struktur mekanik yang sangat kompleks, dengan ribuan ujung saraf di ujung jari saja, memungkinkan sensitivitas resolusi sangat tinggi terhadap detail halus dan tekanan. Dengan tangan kita dapat merasakan getaran, panas, bentuk, gesekan, dan tekstur – hingga ketidaksempurnaan pada tingkat submilimeter atau bahkan mikron. (Untuk gambaran sederhana dan beresolusi rendah tentang betapa sulitnya hidup dengan kemampuan sentuhan yang terbatas, lihat betapa lancarnya Anda menjalani satu hari sambil mengenakan sarung tangan tebal. Kemungkinannya adalah Anda merobeknya jauh sebelum tengah hari!)

Umpan balik sensorik

“Hal yang memberikan fleksibilitas dan ketangkasan pada manusia adalah umpan balik sensorik yang kita dapatkan,” kata Lepora. “Saat kita melakukan suatu tugas, kita mendapat umpan balik sensorik dari lingkungan. Untuk ketangkasan, saat kita menggunakan tangan, umpan balik sensorik yang dominan adalah indra peraba kita. Ini memberi kita konten, sensasi, dan informasi beresolusi tinggi dan informasi tinggi tentang lingkungan kita untuk memandu tindakan kita.”

Mengatasi masalah ini membutuhkan kemajuan dalam perangkat keras dan perangkat lunak: robot gripper yang lebih fleksibel dan cekatan dengan kemampuan unggul untuk mengenali apa yang mereka sentuh dan berperilaku sesuai. Komponen yang lebih kecil dan lebih murah akan membantu. Misalnya, pendekatan terhadap robot gripper yang menggunakan kamera untuk melihat dunia sudah ada sejak tahun 1970an, dengan proyek seperti Universitas Edinburgh. perintis robot Freddy. Namun, baru-baru ini kamera menjadi cukup kecil sehingga bisa dimasukkan ke dalam perangkat keras seukuran ujung jari manusia. “Lima tahun lalu, kamera terkecil yang bisa Anda beli mungkin hanya berukuran beberapa sentimeter,” kata Lepora. “Sekarang Anda bisa membeli kamera yang ukurannya [hanya beberapa] milimeter.”

Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum inovasi seperti penginderaan ujung jari yang lembut dapat dimasukkan ke dalam robot untuk memberi mereka kemampuan penginderaan sentuhan. Namun ketika hal ini terjadi, hal ini akan menjadi sebuah perubahan besar – baik untuk pembuatan robot yang mampu melakukan lebih banyak pekerjaan. tugas end-to-end di tempat kerja (bayangkan gudang Amazon yang sepenuhnya otomatis) atau bahkan bertindak dalam pekerjaan “sentuhan tinggi” seperti melakukan peran pengasuhan.

Ketika robot semakin terintegrasi dengan kehidupan yang kita kenal, kemampuan untuk berinteraksi secara aman dengan orang-orang di sekitarnya akan menjadi lebih penting. Sejak tahun 1979, ketika seorang pekerja pabrik di Michigan bernama Robert Williams menjadi orang pertama dalam sejarah yang dibunuh oleh robot, robot sering kali dipisahkan dari manusia sebagai tindakan pencegahan keselamatan. Dengan memberi mereka kemampuan untuk menyentuh dengan aman, kita dapat mulai meruntuhkan penghalang ini.

Kekuatan sentuhan

Ada bukti yang menunjukkan bahwa dengan melakukan hal ini, robot dapat meningkatkan penerimaan mereka oleh manusia. Makhluk hidup, baik manusia maupun lainnya, saling bersentuhan sebagai alat komunikasi sosial – dan, bukan, tidak hanya secara seksual. Bayi monyet yang kehilangan kontak sentuhan dengan sosok induknya dapat menjadi stres dan kurang gizi. Pada manusia, tepukan di punggung membuat kita merasa nyaman. Menggelitik membuat kita tertawa. Sentuhan singkat dari seorang pustakawan dapat menghasilkan ulasan yang lebih baik tentang perpustakaan, dan “sederhana” serupa. sentuhan dapat membuat kita memberi tip lebih banyak di restoran, menghabiskan lebih banyak uang di restoran, atau menilai “penyentuh” lebih banyak menarik.

Salah satu studi tentang subjek tersebut, makalah tahun 2009 berjudul “Kulit sebagai organ sosial,” mencatat bahwa: “Secara umum, penelitian ilmu saraf sosial cenderung berfokus pada saluran visual dan pendengaran sebagai jalur informasi sosial. Namun, karena kulit adalah tempat terjadinya peristiwa dan proses yang penting dalam cara kita berpikir, merasakan, dan berinteraksi satu sama lain, sentuhan dapat memediasinya. persepsi sosial dalam berbagai cara.” Sentuhan dari robot akan menimbulkan perasaan positif dari kita, membuat kita merasa lebih menyukai mesin atau lainnya meyakinkan kita? Itu sangat mungkin.

Satu studi dari 56 orang yang berinteraksi dengan perawat robot menemukan bahwa peserta melaporkan secara umum positif respons subjektif terhadap sentuhan yang dimulai oleh robot, baik untuk membersihkan kulit atau menyediakan makanan kenyamanan. Penelitian lain yang lebih baru, berjudul “Kekuatan Persuasif dari Sentuhan Robot, ”menjelajahi topik ini juga.

“[Penelitian sebelumnya menunjukkan] bahwa orang-orang memperlakukan komputer dengan sopan, sebuah perilaku yang pada pandangan pertama tampak tidak masuk akal terhadap komputer,” Laura Kunold, asisten profesor di fakultas Psikologi dalam Desain Sistem Sosio-Digital yang Berpusat pada Manusia di Universitas Ruhr Bochum Jerman, mengatakan kepada Digital Trends. “Karena robot memiliki tubuh fisik, saya bertanya-tanya apakah ada efek positif seperti keadaan emosi positif atau kepatuhan, yang diketahui dari sentuhan antarpribadi penelitian, juga dapat diperoleh melalui sentuhan robot.” Dia mencatat: “Manusia – siswa dalam pekerjaan kami – umumnya terbuka terhadap gerakan sentuhan yang tidak berfungsi dari a robot. Mereka secara keseluruhan merasa terhibur dan menggambarkan tindakan itu sebagai sesuatu yang menyenangkan dan tidak merugikan.”

Ketika interaksi robot menjadi lebih umum, sentuhan kemungkinan akan menjadi aspek penting dalam penerimaan sosial mereka. Seperti yang ditulis George Elliot (bukan, harus dikatakan, khususnya tentang robot) di pertengahan Maret, “siapa yang akan mengukur kehalusan sentuhan yang menunjukkan kualitas jiwa dan juga tubuh?”

Robot menjadi lebih mampu setiap saat. Beberapa tahun yang lalu, Institut Teknologi Massachusetts membuat robot lunak yang cukup halus untuk melakukan hal tersebut menangkap dan kemudian melepaskan ikan hidup saat berenang di dalam tangki. Robot pemetik buah dan sayur juga dapat mengidentifikasi dan kemudian memetik produk halus seperti tomat tanpa menekannya menjadi passata. Mudah-mudahan, mereka akan segera menjadi cukup handal untuk melakukan hal yang sama dengan tangan manusia.

Berkat pekerjaan seperti yang dilakukan oleh para peneliti di Laboratorium Robotika Bristol, mereka semakin dekat setiap saat.

Rekomendasi Editor

• Penghargaan Tech For Change CES 2023 dari Tren Digital
• Bagaimana kita tahu kapan AI benar-benar menjadi makhluk hidup?
• Arsitektur algoritmik: Haruskah kita membiarkan A.I. merancang bangunan untuk kami?
• A.I. ada di sini, dan bisa jadi dalam wawancara kerja Anda berikutnya
• Pameran Dunia 2.0: Misi untuk menghidupkan kembali pameran teknologi terbesar sepanjang masa