Mão robótica biológica integra perfeitamente feedback tátil para superar os predecessores

Nas últimas décadas, os roboticistas desenvolveram sistemas cada vez mais avançados que podem imitar algumas capacidades humanas e enfrentar efetivamente várias tarefas do mundo real. Para entender de maneira confiável, manipular e utilizar objetos em seus arredores, os robôs devem ser capazes de detectar e processar informações táteis, replicando os processos subjacentes ao senso de toque humano.

Pesquisadores da Universidade de Pequim, Instituto de Inteligência Artificial Geral de Pequim e Universidade de Queen Mary de Londres desenvolveram recentemente a F-TAC Hand, uma mão robótica biomética projetada para imitar a percepção tátil humana. Esta mão, introduzida em um artigo publicado em Inteligência da máquina da naturezaverificou -se que supera várias tarefas de manipulação tátil de manipulação táteis existentes, coletando informações táteis detalhadas que podem ser usadas para planejar os movimentos e trajetórias da mão.

“Esta pesquisa foi impulsionada pelo objetivo de permitir que as máquinas manipulassem objetos com precisão e adaptabilidade semelhante às capacidades humanas”, disse Yixin Zhu, autor correspondente do artigo, Tech Xplore. “Nossa inspiração para resolver esse problema surgiu das intrincadas capacidades de detecção tátil observadas na mão humana e no processamento neural especializado no córtex somatossensorial primário, que interpreta com eficiência e integra grandes quantidades de entrada sensorial em tempo real”.

O principal objetivo deste estudo recente de Zhu e seus colegas foi desenvolver uma nova mão robótica que possa integrar perfeitamente feedback tátil coletado em sua superfície com mecanismos sensoriais-motores. Como a maioria das mãos robóticas existentes não o faz, essa mão poderia ter um melhor desempenho em várias tarefas de manipulação do mundo real.

“A mão F-TAC replica a estrutura biológica da mão humana, integrando 17 sensores táteis de alta resolução em 70% da superfície da Palm, alcançando uma impressionante resolução espacial de 0,1 milímetros-equivalentes a 10.000 pixels táteis por centímetros quadrados”, explicou Zhu.

“Um algoritmo probabilístico permite a geração de diversas estratégias de agarrar humanos, abrangendo 19 tipos de compreensão comuns. Isso permite que a mão F-TAC se adapte dinamicamente, trocando estratégias dentro de apenas 100 milissegundos quando enfrentadas com cenários inesperados”.

A vantagem mais notável da mão bioimética desenvolvida por esta equipe de pesquisa é que ela pode obter dados táteis em toda a sua superfície, utilizando esses dados para planejar seus próprios movimentos. Para avaliar seu desempenho, Zhu e seus colegas realizaram extensos experimentos, durante os quais a mão do F-TAC concluiu uma ampla gama de tarefas manuais em cenários do mundo real.

“Em 600 experimentos do mundo real, a mão F-TAC demonstrou uma melhora significativa nas taxas de sucesso de compreensão de vários objetos, aumentando de 53,5% para 100% em comparação com sistemas sem feedback de informações táteis”, disse Zhu. “As aplicações práticas em potencial incluem assistência cirúrgica, montagem de alta precisão, operações aeroespaciais e cenários de resposta a emergências que exigem precisão operacional excepcional”.

As descobertas iniciais dos pesquisadores destacam as vantagens da nova mão que desenvolveram, sugerindo que isso poderia ajudar a aumentar as capacidades sensoriais e motoras dos robôs. No futuro, a mão poderia ser melhorada ainda mais, integrada a diferentes robôs humanóides e testada em outras experiências para avaliar seu potencial para aplicações específicas.

“Agora planejamos continuar aprofundando a integração de detecção tátil e controle robótico, explorando paradigmas de interação somatossensorial mais inteligentes”, acrescentou Zhu. “Nosso objetivo é avançar a inteligência incorporada, combinando a detecção física de alta fidelidade com os sistemas de controle inteligente, contribuindo para o desenvolvimento de inteligência artificial verdadeiramente geral”.

Escrito para você por nosso autor Ingrid Fadelli, editado por Sadie Harley, e verificou e revisado por Robert Egan-este artigo é o resultado de um trabalho humano cuidadoso. Confiamos em leitores como você para manter vivo o jornalismo científico independente. Se este relatório é importante para você, considere uma doação (especialmente mensalmente). Você vai conseguir um sem anúncios conta como um agradecimento.

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