Bilim insanları robotlara insan benzeri dokunma duyularını nasıl veriyor?

Orada bir kabus gibi sahne Guillermo del Toro'nun 2006 filminde Panın labirenti Soluk Adam adı verilen uğursuz insansı bir yaratıkla karşı karşıyayız. Gözsüz bir Voldemort'u andıran, devasa, tüysüz kafasında gözleri olmayan Solgun Adam, avuç içlerine gömülü gözbebekleri yardımıyla görüyor. Solgun Adam, gözsüz yüzünün önünde gözlük gibi tuttuğu gözlerle güçlendirilmiş bu uzantıları kullanarak, çevresini görselleştirebiliyor ve hareket edebiliyor.

Bu, bir dereceye kadar, Birleşik Krallık'taki Bristol Robotik Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar tarafından yürütülen çalışmaları tanımlıyor - her ne kadar korkunç vücut korkusu unsuru olmasa da. Ancak onların durumunda, Soluk Adam'ın yerine geçen oyuncunun avuç içinde yalnızca birer gözü yoktur; Her parmağında bir tane var.

"Son dört ya da beş yılda, dokunsal algılama ve robot bilimi alanında, sensörler için kameraların kullanılmasına yönelik bir hareket yaşandı." profesör Nathan Lepora

Bristol Robotik Laboratuvarı için 15 üyeli Dokunsal Robotik Araştırma Grubuna liderlik eden Dr. Digital Trends'e şunları söyledi: “Buna optik ve görüntü tabanlı dokunsal algılama deniyor. Yakalanmanın nedeni, yüksek çözünürlüklü bilgilerin Bunları kontrol edecek yapay zeka için parmak uçlarından gelen içerik çok önemli sistemler.”

Dijital Trendler ilk kez ele alındı Lepora’nın 2017’deki çalışmasıekibinin projesinin ilk versiyonunu "bir web kamerasına monte edilmiş bir web kamerasından oluşuyor" olarak tanımlıyor. İnsandaki dokunma reseptörleri gibi davranacak şekilde tasarlanmış, dahili pinleri takip eden 3D baskılı yumuşak parmak ucu parmak uçları.

O tarihten bu yana çalışmalar istikrarlı bir şekilde ilerledi. Bu amaçla ekip yakın zamanda yeni araştırma yayınlandı projedeki en son adımları açığa çıkarıyor: Bir gün sunabilecek 3D baskılı dokunsal cilt yaratmak protez eller veya otonom robotlar, etten kemikten insana çok daha uygun bir dokunma hissi eller.

3D baskılı ağ, insan cildindeki dış epidermal ve iç dermal katmanlar arasında bulunan benzer dermal yapıyı taklit eden iğne benzeri papillalardan oluşur. Bunlar, ölçüldüğünde gerçek nöronların kayıtlarına benzeyen yapay sinir sinyalleri üretebilir. Vücudun mekanoreseptörlerinin, nesnelerin veya yüzeylerin şeklini ve basıncını tanımlamasını sağlar. dokundu.

"Yapay parmak uçlarımızdan gelen sinyalleri gerçek verilerle karşılaştırdığımızda, şunu bulduk: Lepora, aynı türden tepeler ve vadilerle iki veri kümesi arasında çok benzer bir eşleşme olduğunu belirtti. açıkladı.

Ekip, 3 boyutlu olarak basılmış bu cilt reseptörü bilgisini küçük gömülü kameralardan alınan verilerle birleştirerek, bunu başarabilir. yapay zeka ve robot biliminde uzun vadeli bir hayalin kilidini açmanın anahtarı olun: Yapay bir dokunmak.

Beş duyunun tümü

Her araştırmacı mutlaka aynı fikirde olmasa da, belki de yapay zekanın en geniş temel amacı kopyalamaktır. insan zekası (veya en azından insanların yapabileceği tüm görevleri yerine getirme yeteneği) bilgisayar. Bu, beş duyuyu (görme, duyma, koklama, tatma ve dokunma) yazılım biçiminde yeniden yaratmanın yollarını bulmak anlamına geliyor. Ancak o zaman Yapay Genel Zekanın önerilen testleri gibi potansiyel testleri yapılabilir.Kahve Testi” (Gerçekten akıllı bir robot, bir eve girebilmeli ve bir fincan kahve yapmak için gerekli malzemeleri ve bileşenleri sağlayabilmelidir) hedefine ulaşıldı.

Görüntü ve ses tanıma konusunda bugüne kadar çok fazla ilgi ve ilerleme kaydedildi. Koku ve tada daha az ama yine de biraz önem veriliyor. Yapay zekayla donatılmış akıllı sensörler, bir veritabanındaki yüzlerce farklı kokuyu tanımlayabiliyor.dijital burun.” Dijital lezzet test cihazlarıLezzet konusunda objektif ölçümler verebilen ürünler de inceleme konusudur. Ancak dokunma, baştan çıkarıcı bir şekilde erişilemez durumda kalıyor.

Lepora, araştırmacıların odak noktasının neden çoğunlukla başka yerlerde olduğunu açıklayarak, "Görme gibi alanların daha bilinçli bir şekilde farkındayız" dedi. “Bu nedenle her gün yaptığımız işlerde buna daha fazla önem veriyoruz. Ancak konu dokunmaya geldiğinde çoğu zaman onu kullandığımızın farkında bile olmayız. Ve kesinlikle bu kadar önemli olduğundan değil. Ancak dokunma duyunuzu ortadan kaldırırsanız elleriniz tamamen işe yaramaz hale gelir. Onlarla hiçbir şey yapamazsın."

Bu, robotların gerçek dünyadaki nesnelerle etkileşime girmekten uzak durduğu anlamına gelmiyor. Yarım yüzyıldan fazla bir süredir, sınırlı hareket eksenlerine ve tutma ve döndürme gibi basit eylemlere sahip endüstriyel robotlar fabrika montaj hatlarında kullanılıyor. Amazon lojistik merkezlerinde robotlar, bir günlük teslimat sürecinin mümkün kılınmasını sağlamada çok önemli bir rol oynuyor. Robotik şirketi Kiva'nın 2012'de satın alınması sayesinde Amazon depolarında benzer kutulu robot orduları bulunuyor. Ürün raflarının arasında dolaşan ve onları doğru ürünleri seçmeleri için insan "toplayıcılara" getiren büyük Roomba'lar itibaren.

Bununla birlikte, bu süreçlerin her ikisi de insanların bu görevleri tamamlaması için gereken süreyi büyük ölçüde kısaltıyor. yardım edilmediğinde, bu robotlar yalnızca sınırlı işlevleri yerine getiriyor; hassaslığın çoğunu insanlara bırakıyor iş.

Bunun iyi bir nedeni var: Her ne kadar hünerli kullanım çoğu insanın doğal karşıladığı bir şey olsa da, makineler için olağanüstü derecede zor bir şeydir. İnsan dokunuşu son derece incelikli. Cilt, yalnızca parmak uçlarında bulunan binlerce sinir ucuyla son derece karmaşık bir mekanik yapıya sahiptir ve ince ayrıntılara ve basınca karşı son derece yüksek çözünürlüklü hassasiyete olanak tanır. Ellerimizle titreşimleri, ısıyı, şekli, sürtünmeyi ve dokuyu milimetre altı ve hatta mikron düzeyindeki kusurlara kadar hissedebiliriz. (Sınırlı dokunma yetenekleriyle hayatın ne kadar zor olduğuna dair basit, düşük çözünürlüklü bir görüntü için, kalın eldivenler giyerek tek bir günü ne kadar sorunsuz atlatabileceğinizi görün. Muhtemelen onları öğleden çok önce yırtıyorsunuz!)

Duyusal geribildirim

Lepora, "İnsanlara bu esnekliği ve el becerisini veren şey, aldığımız duyusal geri bildirimdir" dedi. “Bir görevi yaparken çevreden duyusal geri bildirimler alıyoruz. Ellerimizi kullandığımızda, el becerisi açısından baskın duyusal geri bildirim, dokunma duyumuzdur. Bize eylemlerimize rehberlik edecek yüksek çözünürlüklü, yüksek bilgi içeriği, duyumlar ve çevremizle ilgili bilgiler veriyor."

Bu sorunu çözmek, hem donanım hem de yazılımda ilerlemeler gerektirecektir: Neye dokunduklarını tanıma ve buna göre davranma konusunda üstün yeteneklere sahip, daha esnek, hünerli robot kavrayıcıları. Daha küçük, daha ucuz bileşenler yardımcı olacaktır. Örneğin, dünyayı algılamak için kameraları kullanan robot yakalayıcılara yönelik yaklaşımlar, Edinburgh Üniversitesi'nin projesi gibi projelerle en azından 1970'lere kadar uzanıyor. öncü Freddy robotu. Ancak son zamanlarda kameralar, insan parmak ucu büyüklüğündeki bir donanıma sığabilecek kadar küçüldü. Lepora, "Beş yıl önce satın alabileceğiniz en küçük kameranın çapı belki birkaç santimetreydi" dedi. "Artık [sadece birkaç] milimetrelik kameralar satın alabilirsiniz."

Yumuşak parmak uçlarını algılama gibi yeniliklerin robotlara dokunsal algılama yetenekleri kazandıracak şekilde dahil edilmesinden önce yapılması gereken daha çok iş var. Ancak bu gerçekleştiğinde, ister daha fazla sayıda işlemi gerçekleştirebilen robotların yapımı olsun, oyunun kurallarını değiştirecek. işyerinde uçtan uca görevler (tamamen otomatikleştirilmiş bir Amazon deposunu düşünün) veya hatta performans gibi "çok temas edilen" işlerde hareket edin. bakıcı rolleri.

Robotlar bildiğimiz hayatla daha sıkı bir şekilde bütünleştikçe, etraflarındakilerle güvenli bir şekilde etkileşime girebilme yeteneği daha önemli hale gelecektir. Michigan'daki bir fabrika işçisi olan Robert Williams'ın tarihte bir robot tarafından öldürülen ilk kişi olduğu 1979 yılından bu yana, robotlar bir güvenlik önlemi olarak sıklıkla insanlardan ayrı tutuluyor. Onlara güvenli bir şekilde dokunma yeteneği vererek bu engeli kırmaya başlayabiliriz.

Dokunmanın gücü

Robotların bunu yaparak insanlar tarafından kabul edilmelerini artırabileceğini gösteren kanıtlar var. Hem insan hem de diğer canlılar, sosyal iletişim aracı olarak birbirlerine dokunuyorlar ve hayır, sadece cinsel anlamda değil. Anne figürüyle dokunsal temastan mahrum kalan yavru maymunlar strese girebilir ve yetersiz beslenebilir. İnsanlarda sırtı sıvazlamak kendimizi iyi hissetmemizi sağlar. Gıdıklamak bizi güldürür. Bir kütüphanecinin kısa bir el ele tutuşması, bir kütüphane hakkında daha olumlu değerlendirmeler yapılmasına ve benzeri "basit" değerlendirmelere yol açabilir. Dokunuşlar, bir restoranda daha fazla bahşiş vermemize, bir restoranda daha fazla para harcamamıza veya bir "dokunuşu" daha fazla değerlendirmemize neden olabilir. çekici.

Konuyla ilgili bir çalışma, 2009'da yayınlanan "Sosyal bir organ olarak cilt", şunu belirtiyor: "Genel olarak sosyal sinirbilim araştırmaları, sosyal bilginin yolları olarak görsel ve işitsel kanallara odaklanma eğilimindedir. Ancak cilt, birbirimiz hakkında düşünme, hissetme ve birbirimizle etkileşimde bulunma şeklimiz açısından hayati öneme sahip olayların ve süreçlerin alanı olduğundan, dokunma, bu konuda aracılık edebilir. çeşitli şekillerde sosyal algılar. Bir robotun dokunuşu bizde olumlu hisler uyandırır, makinelere karşı daha sevgi dolu hissetmemizi sağlar. bize güven verdin mi? Bu tamamen mümkün.

Bir çalışma Robotik bir hemşireyle etkileşime giren 56 kişiden oluşan bir grup, katılımcıların genel olarak olumlu bir izlenim bildirdiklerini buldu. Robotun başlattığı dokunuşa subjektif tepki (bu ister cildini temizlemek için olsun, ister konfor. Daha yeni bir araştırma daha başlıklı, “Robot Dokunuşunun İkna Edici Gücü" bu konuyu da araştırdı.

"[Önceki araştırmalar gösteriyor ki] insanlar bilgisayarlara kibar davranıyor; bu davranış ilk bakışta bilgisayarlara karşı mantıksız gibi görünüyor." Laura KunoldAlmanya Ruhr Üniversitesi Bochum Psikoloji Fakültesi Sosyo-Dijital Sistemlerin İnsan Odaklı Tasarımı alanında yardımcı doçent olan Dr. “Robotların fiziksel bedenleri olduğundan, kişilerarası temastan bilinen olumlu duygusal durumlar veya uyum gibi olumlu etkilerinin olup olmadığını merak ettim. araştırma, bir robotun dokunuşuyla da ortaya çıkarılabilir. Şunları kaydetti: "İnsanlar - bizim çalışmamızdaki öğrenciler - genellikle bir kişinin işlevsel olmayan dokunma hareketlerine açıktır. robot. Genel olarak eğlendiler ve bu hareketi hoş ve zarar verici olmayan bir hareket olarak tanımladılar.”

Robot etkileşimleri daha yaygın hale geldikçe, dokunma muhtemelen onların sosyal kabulünün önemli bir yönü olacaktır. George Elliot'ın yazdığı gibi (özellikle robotlar hakkında söylenmemesi gerekir) Orta Mart, "Bedenin olduğu kadar ruhun da kalitesini aktaran bu dokunuşların inceliğini kim ölçecek?"

Robotlar her geçen gün daha yetenekli hale geliyor. Birkaç yıl önce Massachusetts Teknoloji Enstitüsü yeterince hassas, yumuşak bir robot yaptı. canlı bir balığı yakalayıp serbest bırakın bir tankta yüzerken. Meyve ve sebze toplayan robotlar aynı zamanda tespit edip toplayabilir domates gibi hassas ürünler onları passata'ya sıkıştırmadan. Umarız yakında aynı şeyi insan eliyle yapabilecek kadar güvenilir olurlar.

Bristol Robotik Laboratuvarı'ndaki araştırmacıların yürüttüğü bu tür çalışmalar sayesinde her geçen gün daha da yaklaşıyorlar.

Editörlerin Önerileri

• Dijital Trendlerin Değişim İçin Teknolojisi CES 2023 Ödülleri
• Bir yapay zekanın gerçekten duyarlı hale geldiğini nasıl bileceğiz?
• Algoritmik mimari: A.I.'ye izin vermeli miyiz? Bizim için bina mı tasarlıyorsunuz?
• Duygu algılayan yapay zeka burada ve bir sonraki iş görüşmenizde olabilir
• Dünya Fuarı 2.0: Tüm zamanların en büyük teknoloji fuarını yeniden canlandırma misyonu