Robotska ruka osetila svoje okruženje

13.11.2025

U vreme istovremenog razvoja veštačke inteligencije i napretka u robotici, razvoj tehnologija koje omogućavaju robotima da efikasno detektuju i reaguju na svoju okolinu postao je ključni zadatak. U tom smislu su pažnju javnosti novom implementacijom veštačkog senzornog nervnog sistema privukli istraživači iz Korejskog instituta za nauku i tehnologiju (KAIST).

Foto:  Robotska ruka osetila svoje okruženje 

Implementacija oponaša senzorni nervni sistem živih organizama bez posebnog složenog softvera ili kola. Jednostavno rečeno, robotska ruka „oseća“ bol i ignoriše bezopasan dodir s novim senzornim sistemom. Očekuje se da će se revolucionarna tehnologija koristiti na područjima kao što su ultra-mali roboti i robotske proteze, gde su od suštinskog značaja inteligentni i energetski efikasni odgovori na spoljne podražaje. 

Živa bića imaju tendenciju da ignorišu sigurne ili poznate stimulanse i reaguju selektivno na važne ili opasne stimulanse. Ova selektivna reakcija pomaže da se izbegne nepotrebna potrošnja energije uz održavanje brze svesti o kritičnim signalima. Na primer, zvuk klima uređaja ili osećaj odeće na koži ubrzo postaje poznat ili uobičajen i na njega ne reagujemo. 

Međutim, ako nas neko nazove imenom ili našu kožu dotakne oštar predmet, brzo se fokusiramo i reagujemo. Ova ponašanja su regulisana funkcijama „navikavanja“ i „osetljivosti“ u senzornom nervnom sistemu. Istraživači pokušavaju da objasne i koriste funkcije senzornog nervnog sistema živih organizama da bi stvorili robote koji efikasno reaguju na spoljno okruženje, slično ljudima. Ali implementacija složenih neuronskih karakteristika robota, kao što su navikavanje i osetljivost, naišla je na probleme s minijaturizacijom i energetskom efikasnošću. Uobičajeni uzroci su potreba za odvojenim softverom ili složenim kolima. Konkretno, bilo je eksperimenata za upotrebu memristora, neuromorfnih poluprovodnika.  

Uspostavljanje veštačkog senzornog nervnog system 

Memristor je električni uređaj sledeće generacije koji se široko koristi kao veštačka sinapsa zbog svoje sposobnosti da skladišti analognu vrednost u obliku otpora uređaja. Međutim, postojeći memristori su imali ograničenja u oponašanju složenih karakteristika nervnog sistema, jer su dozvoljavali samo jednostavne monotone promene u provodljivosti. 

Da bi prevazišao ova ograničenja, istraživački tim je razvio novi memristor sposoban da reprodukuje složene obrasce neuronskog odgovora, kao što su citiranje i senzibilizacija, unutar jednog uređaja. Uvođenjem dodatnog sloja unutar memristora koji menja provodljivost u suprotnim pravcima, uređaj može realnije da oponaša dinamičko sinaptičko ponašanje stvarnog nervnog sistema. U praksi, na primer, smanjuje odgovore na ponavljajuće sigurne podražaje, ali brzo vraća osetljivost kada otkrije signal opasnosti. 

Koristeći ovaj novi memristor, istraživački tim je izgradio veštački senzorni nervni sistem sposoban da prepozna dodir i bol, i koristio ga na robotskoj ruci da bi testirao kako funkcioniše. Kada su se više puta koristili sigurni taktilni stimulansi, robotska ruka, koja je u početku osetljivo reagovala na nepoznate taktilne stimulanse, postepeno je pokazala uobičajene karakteristike ignorišući stimulanse. 

Kasnije, kada su stimulansi korišćeni u kombinaciji sa strujnim udarom, sistem je to prepoznao kao signal opasnosti i pokazao karakteristike senzibilizacije, tako da je ponovo reagovao osetljivo. Ovim je bilo eksperimentalno dokazano da roboti mogu efikasnije da reaguju na podražaje od ljudi bez posebnog složenog softvera ili procesora, potvrđujući mogućnost razvoja energetski efikasnih robota inspirisanih neuronaukom. 

„Oponašajući ljudski senzorni nervni sistem upotrebom poluprovodnika sledeće generacije, otvorili smo mogućnost implementacije novog koncepta robota koji su pametniji i energetski efikasniji u odgovoru na spoljašnje okruženje“, objasnio je Ze-On (See-On) Park, istraživač u KAIST. Očekuje se da će se ova tehnologija koristiti u različitim oblastima kombinovanja poluprovodnika i robotike sledeće generacije, kao što su ultra-mali roboti, vojni roboti i medicinski roboti kao što su robotske proteze“, zaključio je on. Istraživački tim iz KAIST-a objavio je svoje nalaze u naučnom časopisu Nature Communications. 

Izvor: Jernej Kovač