«ProTac»: فناوری جدید ژاپنی برای تعامل ایمن‌تر ربات‌ها با انسان

در دنیای امروز که ربات‌ها به طور فزاینده‌ای در کنار انسان‌ها مشغول به کار می‌شوند، نیاز به تعامل ایمن و هوشمندانه بیش از پیش احساس می‌شود. یک سامانه جدید و پیشرفته با بهره‌گیری از دوربین‌های داخلی، به ربات‌ها این امکان را می‌دهد که نه تنها حضور افراد را تشخیص دهند، بلکه زمان و شدت تماس فیزیکی با آنها را نیز درک کنند. این نوآوری، گامی بلند در جهت افزایش ایمنی و کارایی ربات‌ها در محیط‌های مشترک با انسان است.

معرفی «ProTac»: حسگر نزدیکی و لمس

این فناوری نوین که با نام «ProTac» (حسگر نزدیکی و لمس) شناخته می‌شود، توسط پروفسور وان آن هو، دکتر کوان خان لو و تیم همکارانشان در مؤسسه پیشرفته علم و فناوری ژاپن (JAIST) در حال توسعه است. هدف اصلی این پروژه، ایجاد ربات‌هایی است که بتوانند با اطمینان خاطر و بدون ایجاد خطر برای انسان‌ها، وظایف خود را انجام دهند.

«ProTac» در یک بخش بازوی رباتیک استوانه‌ای شکل به نام «ProTac link» ادغام شده است، اما قابلیت استفاده در سایر قسمت‌های بدن ربات را نیز داراست.

ساختار و عملکرد پیشرفته

این زائده توخالی دارای یک پوست پلیمری نرم و شفاف است که با لایه‌ای انعطاف‌پذیر از شیشه‌های هوشمند کریستال مایع (PDLC) پوشیده شده است. دانشمندان می‌توانند با اعمال ولتاژ، این شیشه را به سرعت بین حالت شفاف و مات تغییر دهند. در سطح داخلی این پوست، مجموعه‌ای از نقاط نشانگر با فاصله مشخص وجود دارد که همیشه مات باقی می‌مانند. دو دوربین نیز در داخل بازو قرار گرفته‌اند که به سمت طول داخلی زائده نگاه می‌کنند.

حسگر نزدیکی و لمس: دو حالت کلیدی

• حالت شفاف (حسگر نزدیکی): هنگامی که شیشه در حالت شفاف قرار دارد، دوربین‌های مجهز به بینایی رایانه‌ای می‌توانند از طریق آن محیط بیرون را مشاهده و درک کنند. اگر جسمی مانند یک انسان در حال نزدیک شدن تشخیص داده شود، ربات مجهز به «ProTac link» می‌تواند حرکت خود را متوقف کند یا مسیر خود را تغییر دهد تا از هرگونه تماس و آسیب احتمالی جلوگیری کند.
• حالت مات (حسگر لمس): در حالت مات، دوربین‌ها تنها آرایه‌ای از نقاط معلق روی یک پس‌زمینه سیاه را می‌بینند. اگر کسی پوست انعطاف‌پذیر را لمس کند، فشار وارده باعث تغییر فاصله بین نقاط در آن محل می‌شود. با مشاهده این تغییر شکل‌ها توسط دوربین‌ها، ربات می‌تواند دقیقاً محل و میزان نیروی لمس شده روی بازو را تعیین کند.

حالت چشمک‌زن: ترکیبی از هر دو قابلیت

یکی از ویژگی‌های برجسته این فناوری، قابلیت تنظیم آن روی «حالت چشمک‌زن» (flicker mode) است. در این حالت، شیشه کریستالی به طور مداوم و سریع بین حالت‌های شفاف و مات تغییر می‌کند. این امکان به سامانه می‌دهد تا به طور همزمان بین حسگر نزدیکی و لمس جابجا شود و بتواند هم افراد متحرک را ردیابی کند و هم زمان و محل لمس بازو را تشخیص دهد.

کاربردهای گسترده

دکتر لو تأکید می‌کند: «فناوری «ProTac» می‌تواند در عملیات رباتیک با سرعت بالا در حوزه‌های مختلفی که ایمنی و تعامل فیزیکی ظریف حیاتی است، کاربرد داشته باشد.»

این مطالعه مهم در مجله معتبر IEEE Transactions on Robotics منتشر شده است و نویدبخش آینده‌ای است که در آن ربات‌ها با هوشمندی و ایمنی بیشتری در کنار انسان‌ها فعالیت خواهند کرد.