Kunsmatige senuweestelsels: Kan robotte uiteindelik voel?

• Author:
• Author naam

  Quantumrun Foresight
• November 24, 2023

Insig opsomming

Kunsmatige senuweestelsels, wat inspirasie put uit menslike biologie, transformeer die interaksie tussen robotte en die sensoriese wêreld. Begin met 'n belangrike 2018-studie waar 'n sensoriese senuweekring Braille kon onderskei, tot die Universiteit van Singapoer se 2019 skepping van 'n kunsmatige vel wat menslike tasbare terugvoer oortref, hierdie stelsels vorder vinnig. Suid-Koreaanse navorsing in 2021 het verder 'n lig-responsiewe stelsel getoon wat robotbeweging beheer. Hierdie tegnologieë beloof verbeterde prostetiese sintuie, mensagtige robotte, verbeterde rehabilitasie vir neurologiese gestremdhede, tasbare robotiese opleiding, en selfs versterkte menslike reflekse, wat moontlik mediese, militêre en ruimteverkenningsvelde kan rewolusie.

Kunsmatige senuweestelselkonteks

Een van die heel eerste studies in kunsmatige senuweestelsels was in 2018, toe navorsers van Stanford Universiteit en Seoul Nasionale Universiteit 'n senuweestelsel kon skep wat die Braille-alfabet kon herken. Hierdie prestasie is moontlik gemaak deur 'n sensoriese senuweekring wat in 'n velagtige bedekking geplaas kan word vir prostetiese toestelle en sagte robotika. Hierdie stroombaan het drie komponente gehad, waarvan die eerste 'n raaksensor was wat klein drukpunte kon opspoor. Die tweede komponent was 'n buigsame elektroniese neuron wat die seine van die raaksensor ontvang het. Die kombinasie van die eerste en tweede komponente het gelei tot die aktivering van 'n kunsmatige sinaptiese transistor wat menslike sinapse nageboots het (senuwee seine tussen twee neurone wat inligting oordra). Die navorsers het hul senuweekring getoets deur dit aan 'n kakkerlakpoot te haak en verskillende drukvlakke op die sensor toe te pas. Die been het geruk volgens die hoeveelheid druk wat toegepas is.

Een van die belangrikste voordele van kunsmatige senuweestelsels is dat hulle die manier waarop mense reageer op eksterne stimuli kan naboots. Hierdie vermoë is iets wat tradisionele rekenaars nie kan doen nie. Tradisionele rekenaars kan byvoorbeeld nie vinnig genoeg reageer op veranderende omgewings nie – iets wat noodsaaklik is vir take soos prostetiese ledemaatbeheer en robotika. Maar kunsmatige senuweestelsels kan dit doen deur gebruik te maak van 'n tegniek genaamd "spiking". Spiking is 'n manier om inligting oor te dra wat gebaseer is op hoe werklike neurone in die brein met mekaar kommunikeer. Dit maak voorsiening vir baie vinniger data-oordrag as tradisionele metodes soos digitale seine. Hierdie voordeel maak kunsmatige senuweestelsels goed geskik vir take wat vinnige reaksies vereis, soos robotmanipulasie. Hulle kan ook gebruik word vir werke wat ervaringsleer vereis, soos gesigsherkenning of om komplekse omgewings te navigeer.

Ontwrigtende impak

In 2019 kon die Universiteit van Singapoer een van die mees gevorderde kunsmatige senuweestelsels ontwikkel, wat robotte 'n gevoel van aanraking kan gee wat selfs beter is as menslike vel. Hierdie toestel, wat die Asynchronous Coded Electronic Skin (ACES) genoem word, het individuele sensorpixels verwerk om vinnig "gevoeldata" oor te dra. Die vorige kunsmatige velmodelle het hierdie pixels opeenvolgend verwerk, wat 'n vertraging geskep het. Volgens eksperimente wat deur die span uitgevoer is, is ACES selfs beter as menslike vel wanneer dit kom by tasbare terugvoer. Die toestel kon druk meer as 1,000 XNUMX keer vinniger opspoor as die menslike sensoriese senuweestelsel.

Intussen het navorsers van drie Suid-Koreaanse universiteite in 2021 ’n kunsmatige senuweestelsel ontwikkel wat op lig kan reageer en basiese take kan verrig. Die studie het bestaan ​​uit 'n fotodiode wat lig in 'n elektriese sein omskakel, 'n robothand, 'n neuronbaan en 'n transistor wat as 'n sinaps werk. Elke keer as 'n lig aangeskakel word, vertaal die fotodiode dit in seine wat deur die meganiese transistor beweeg. Die seine word dan verwerk deur die neuronkring, wat die robothand beveel om die bal te vang wat geprogrammeer is om te val sodra die lig aanskakel. Navorsers hoop om die tegnologie te ontwikkel sodat die robothand uiteindelik die bal kan vang sodra dit val. Die hoofdoel agter hierdie studie is om mense met neurologiese toestande op te lei om beheer te herwin oor hul ledemate wat hulle nie so vinnig soos voorheen kan beheer nie. 

Implikasies van kunsmatige senuweestelsels

Wyer implikasies van kunsmatige senuweestelsels kan die volgende insluit: 

• Die skepping van humanoïde robotte met mensagtige vel wat so vinnig soos mense op stimuli kan reageer.
• Beroertepasiënte en mense met verlammingsverwante toestande wat hul gevoel van aanraking kan herwin deur sensoriese stroombane wat in hul senuweestelsel ingebed is.
• Robotiese opleiding word meer tasbaar, met afgeleë operateurs wat kan voel waaraan die robotte raak. Hierdie kenmerk kan handig wees vir ruimteverkenning.
• Vooruitgang in aanrakingsherkenning waar masjiene voorwerpe kan identifiseer deur dit gelyktydig te sien en aan te raak.
• Mense met versterkte of verbeterde senuweestelsels met vinniger reflekse. Hierdie ontwikkeling kan voordelig wees vir atlete en soldate.

Vrae om op kommentaar te lewer

• Sal jy belangstel om 'n verbeterde senuweestelsel te hê?
• Wat is die ander potensiële voordele van robotte wat kan voel?