Onderzoekers van de Northeast Normal University in China zijn bezig met baanbrekend onderzoek in de robotica. Ondanks de vooruitgang in deze technologie, blijft het een uitdaging om machines een vorm van gevoel te geven. Onlangs hebben deze onderzoekers een ‘elektronische pijnzenuw’ ontwikkeld die robots kan helpen om gevoel te ervaren, vergelijkbaar met dat van mensen.
Deze innovatieve zenuwen zijn zacht en gelatineachtig, en zijn in staat om verschillende niveaus van druk waar te nemen. Dit kan zelfs helpen bij het ontwikkelen van reflexen die lijken op die van mensen, wat de functionaliteit van robots zou kunnen verbeteren.
Sensitiviteit en regeneratie
De onderzoekers hebben zich bij de ontwikkeling van deze robothardware laten inspireren door memristors, elektronische componenten die hun weerstand aanpassen op basis van eerdere ervaringen. Dit is cruciaal omdat menselijke neuronen ook een geheugen hebben voor eerdere stimuli, wat de gevoeligheid voor pijn beïnvloedt.
In tegenstelling tot de meeste memristors die slechts twee toestanden (aan of uit) hebben, functioneren deze zoals een dimmer met 16 verschillende niveaus. Elk niveau komt overeen met een andere intensiteit van pijn, van totaal gebrek aan pijn tot zeer intense pijn.
Interessant is dat deze ‘pijnzenuwen’ gevoeliger worden na een ‘verwonding’. Bovendien kunnen ze zichzelf herstellen met behulp van de gelatine die de onderzoekers gebruikten. Deze gelatine, die wordt verkregen door collageen te koken, heeft de unieke eigenschap zich te regenereren, maar vereist hiervoor hogere temperaturen, zoals 60°C, wat voor robots geen probleem vormt.
Reflexen activeren
Ondanks het feit dat deze technologie niet bedoeld is om robots echte pijn te laten voelen, is het doel om hun veiligheid en duurzaamheid te verbeteren. De robothardware kan theoretisch worden gebruikt om reflexen te activeren, wat kan helpen bij het beschermen van de machines.
Dankzij de gelatine en memristors kunnen deze zenuwen fysieke kracht omzetten in elektrische stroom, wat spieren kan activeren zonder dat de hersenen betrokken zijn. Dit systeem is getest door het te verbinden met de heupzenuw van een muis, waarbij een natuurlijke spiersamentrekking werd uitgelokt.
In de toekomst zouden robots soortgelijke reflexen kunnen gebruiken om zichzelf te beschermen, zoals het afnemen van een lichaamsdeel van een pijnbron, iets wat mensen instinctief doen. Het is zelfs denkbaar dat deze zenuwen robots in staat stellen te leren wat wel en niet gevaarlijk is om aan te raken, zoals mensen dat in hun kindertijd doen.
