చాలా రోబోట్లు మోటరైజ్డ్ మార్గాల ద్వారా గ్రాస్పింగ్ మరియు స్పర్శ సెన్సింగ్ను సాధిస్తాయి, ఇది చాలా స్థూలంగా మరియు దృఢంగా ఉంటుంది. ఒక కార్నెల్ విశ్వవిద్యాలయ సమూహం ఒక మృదువైన రోబోట్ తన పరిసరాలను అంతర్గతంగా అనుభూతి చెందడానికి ఒక మార్గాన్ని కనిపెట్టింది, అదే విధంగా మానవులు చేసే విధంగా.
రాబర్ట్ షెపర్డ్ నేతృత్వంలోని బృందం, మెకానికల్ మరియు ఏరోస్పేస్ ఇంజనీరింగ్ అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్ మరియు ప్రిన్సిపల్ ఇన్వెస్టిగేటర్ ఆర్గానిక్ రోబోటిక్స్ ల్యాబ్, సాగదీయగల ఆప్టికల్ వేవ్గైడ్లు మృదువైన రోబోటిక్ చేతిలో కర్వేచర్, పొడుగు మరియు ఫోర్స్ సెన్సార్లుగా ఎలా పనిచేస్తాయో వివరిస్తూ ఒక పేపర్ను ప్రచురించింది.
డాక్టరల్ విద్యార్థి హ్యూచాన్ జావో ప్రధాన రచయిత "స్ట్రెచబుల్ ఆప్టికల్ వేవ్గైడ్స్ ద్వారా ఆప్టోఎలక్ట్రానికల్ ఇన్నర్వేటెడ్ సాఫ్ట్ ప్రొస్తెటిక్ హ్యాండ్,” ఇది సైన్స్ రోబోటిక్స్ తొలి ఎడిషన్లో ప్రదర్శించబడింది. పేపర్ డిసెంబర్ 6న ప్రచురించబడింది; షెపర్డ్ ల్యాబ్లో డాక్టరల్ విద్యార్థులు కెవిన్ ఓ'బ్రియన్ మరియు షువో లి కూడా సహకరించారు.
"ఈ రోజు చాలా రోబోట్లు ఉపరితలం నుండి వస్తువులను గుర్తించే శరీరం వెలుపల సెన్సార్లను కలిగి ఉన్నాయి" అని జావో చెప్పారు. "మన సెన్సార్లు శరీరంలో కలిసిపోయాయి, కాబట్టి అవి రోబోట్ యొక్క మందం ద్వారా ప్రసారం చేయబడే శక్తులను గుర్తించగలవు, ఉదాహరణకు మనకు నొప్పి వచ్చినప్పుడు మనం మరియు అన్ని జీవులు చేసే విధంగానే."
ఆప్టికల్ వేవ్గైడ్లు స్పర్శ, స్థానం మరియు ధ్వనితో సహా అనేక సెన్సింగ్ ఫంక్షన్ల కోసం 1970ల ప్రారంభం నుండి వాడుకలో ఉన్నాయి. ఫ్యాబ్రికేషన్ అనేది మొదట సంక్లిష్టమైన ప్రక్రియ, అయితే గత 20 సంవత్సరాలలో సాఫ్ట్ లితోగ్రఫీ మరియు 3-D ప్రింటింగ్ యొక్క ఆగమనం ఎలాస్టోమెరిక్ సెన్సార్ల అభివృద్ధికి దారితీసింది, ఇవి సులభంగా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి మరియు సాఫ్ట్ రోబోటిక్ అప్లికేషన్లో చేర్చబడతాయి.
షెపర్డ్ బృందం కోర్ (దీని ద్వారా కాంతి వ్యాపిస్తుంది), మరియు క్లాడింగ్ (వేవ్గైడ్ యొక్క బయటి ఉపరితలం)ను ఉత్పత్తి చేయడానికి నాలుగు-దశల మృదువైన లితోగ్రఫీ ప్రక్రియను ఉపయోగించింది, ఇందులో LED (కాంతి-ఉద్గార డయోడ్) మరియు ఫోటోడియోడ్ కూడా ఉన్నాయి.
ప్రొస్తెటిక్ చేయి ఎంత వైకల్యం చెందుతుందో, కోర్ ద్వారా మరింత కాంతి పోతుంది. కాంతి యొక్క వేరియబుల్ నష్టం, ఫోటోడియోడ్ ద్వారా కనుగొనబడినట్లుగా, ప్రొస్థెసిస్ దాని పరిసరాలను "గ్రహించడానికి" అనుమతిస్తుంది.
"మేము ప్రొస్థెసిస్ను వంచినప్పుడు కాంతి కోల్పోకపోతే, సెన్సార్ స్థితి గురించి మాకు ఎటువంటి సమాచారం లభించదు" అని షెపర్డ్ చెప్పారు. "నష్టం మొత్తం అది ఎలా వంగిందనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది."
సమూహం దాని ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ ప్రొస్థెసిస్ను వివిధ రకాల పనులను నిర్వహించడానికి ఉపయోగించింది, ఇందులో ఆకారం మరియు ఆకృతి రెండింటినీ గ్రహించడం మరియు పరిశీలించడం వంటివి ఉన్నాయి. ముఖ్యంగా, చేతి మూడు టొమాటోలను స్కాన్ చేయగలిగింది మరియు మృదుత్వం ద్వారా ఇది పండినది.
షెపర్డ్తో కలిసి అన్వేషించిన బయో-ప్రేరేపిత రోబోలతో సహా ప్రొస్థెసెస్కు మించి ఈ సాంకేతికత అనేక సంభావ్య ఉపయోగాలున్నాయని జావో చెప్పారు. మాసన్ పెక్, మెకానికల్ మరియు ఏరోస్పేస్ ఇంజనీరింగ్ అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్, అంతరిక్ష పరిశోధనలో ఉపయోగం కోసం.
"ఆ ప్రాజెక్ట్కు ఇంద్రియ ఫీడ్బ్యాక్ లేదు," అని పెక్తో సహకారాన్ని ప్రస్తావిస్తూ షెపర్డ్ చెప్పారు, "కానీ మనకు సెన్సార్లు ఉంటే, దహన సమయంలో [నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా] ఆకార మార్పును నిజ సమయంలో పర్యవేక్షించగలము మరియు తయారు చేయడానికి మెరుగైన యాక్చుయేషన్ సీక్వెన్స్లను అభివృద్ధి చేయవచ్చు. అది వేగంగా కదులుతుంది."
సాఫ్ట్ రోబోటిక్స్లో ఆప్టికల్ వేవ్గైడ్లపై భవిష్యత్ పని, 3-D ప్రింటింగ్ మరింత క్లిష్టమైన సెన్సార్ ఆకృతులను మరియు ఎక్కువ సంఖ్యలో సెన్సార్ల నుండి సిగ్నల్లను వేరుచేసే మార్గంగా మెషిన్ లెర్నింగ్ను చేర్చడం ద్వారా పెరిగిన ఇంద్రియ సామర్థ్యాలపై దృష్టి పెడుతుంది. "ప్రస్తుతం," షెపర్డ్ చెప్పాడు, "స్పర్శ ఎక్కడ నుండి వస్తుందో స్థానికీకరించడం కష్టం."
ఈ పనికి వైమానిక దళం ఆఫీస్ ఆఫ్ సైంటిఫిక్ రీసెర్చ్ నుండి మంజూరు చేయబడింది మరియు దీనిని ఉపయోగించారు కార్నెల్ నానోస్కేల్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ ఫెసిలిటీ ఇంకా కార్నెల్ సెంటర్ ఫర్ మెటీరియల్స్ రీసెర్చ్, ఈ రెండింటికి నేషనల్ సైన్స్ ఫౌండేషన్ మద్దతు ఇస్తుంది.
- టామ్ ఫ్లీష్మాన్, కార్నెల్ విశ్వవిద్యాలయం