ا دنیای اطراف‌مان را به واسطه پوست‌مان حس می‌کنیم و به همین دلیل از روبات‌ها خیلی جلوتر هستیم؛ اما این فقط برای حال حاضر است، زیرا به زودی پوست مصنوعی همان حس هوشیاری و لامسه را به ماشین‌ها ارایه خواهد کرد!
کودکان با لمس اشیا به دنیای جدید قدم می‌نهند. این اشیا می‌تواند اسباب‌بازی باشد یا بخاری! زیرا انسان ابتدا باید لمس سطوح مختلف را فرا گرفته و با درد آشنا شود. انسان به طور طبیعی با این احساسات آشنا نیست. حدود ۵ میلیون سلول حسی در سراسر پوست با وسعت چیزی حدود ۱.۵ تا ۲ متر مربع ما را در این فرایند یاری می‌کنند. با این حسگرها علاوه بر درد، لمس‌های جدید را تجربه کرده و مواردی همچون وزش باد خنک و یا سوزش زیر آفتاب شدید و … را حس می‌کنیم.
از سوی دیگر ماشین‌ها فاقد چنین اطلاعاتی هستند، به همین دلیل دانشمندان سعی دارند روبات‌ها را به پوست مصنوعی نزدیک سازند. بدین ترتیب این ماشین‌ها علاوه بر آنکه حساس‌تر عمل خواهند نمود، خودشان را نیز بیشتر تجربه خواهند کرد (آشنایی بیشتری نسبت به خود کسب خواهند کرد). چنگ زدن همراه با احساس، به خصوص برای روبات‌های انسان‌نما بسیار مهم است. علاوه بر اینکه آنها با کارهای خود در آینده به بشر خدمت خواهند کرد. این کارها می‌تواند خانه‌داری و یا خدمات پرستاری و … باشد.
در حال حاضر این ماشین‌ها خیلی دقیق هستند: هم اکنون روبات‌هایی هستند که می‌توانند لیوان پر از آب را جابه‌جا کرده بدون آنکه قطره‌ای از آب روی زمین بریزد و یا آنکه می‌توانند با ظرافتی خاص فنجانی کاغذی را در دستان خود بگیرند، بدون آنکه به آن آسیب برسد.
سنسورهای نوری روی سر و سنسورهای فشار روی انگشتان فاکتورهایی مهم برای چنین امری هستند. دوربین اتاق را اسکن کرده و اشیا را تشخیص می‌دهد، سنسور فشار به روبات کمک می‌کند تا شی را با میزان قدرت متناسب در دست بگیرد. بدین ترتیب ماشین‌ها حرکات انسان را تقلید می‌کنند. برای مثال وقتی می‌خواهند لیوانی شیشه‌ای را از زمین بردارند، لحظه‌ای قبل مغز آنها نوع شی و وزن آن را تشخیص داده و نحوه تعامل با آن را به روبات اعلام می‌دارد.
البته این مسئله تفاوت اساسی بین روبات و انسان محسوب می‌شود. اگر شیشه را با پارچه پوشانده باشیم، انسان همچنان می‌تواند به آن چنگ بزند و بدون آنکه فنجان آسیب ببیند، آن را در دستان خود بگیرد. زیرا وی به کمک انگشتانش شکل آن را حس کرده و متوجه ظرافت آن خواهد شد. اما این مسئله برای روبات قابل درک نیست.
هوش لمسی یک پیشرفت ادراک است که به واسطه سطوح حساس عمل می‌نماید. بدین ترتیب روبات‌ها پوستی خواهند داشت که دما را حس کرده و اشیا را لمس می‌کند.
این گونه موارد برای انسان امری طبیعی محسوب می‌شوند. ما بیشتر حرکات را به صورت غریزی انجام می‌دهیم. این امر بدان دلیل میسر است که انسان از همان اوان تولد در حال آموزش است و تجربیات خود را با یکدیگر مرتبط می‌سازد. اساس تمامی احساسات، اعصاب درون پوست است، همانند گیرنده‌های درد که نسبت به درد عکس‌العمل نشان می‌دهند و یا گیرنده‌هایی که از لحاظ بصری احساسات را لمس می‌کنند.
در حال حاضر دانشمندان در تلاشند تا مهم‌ترین سنسورها را به طور مصنوعی تولید نمایند. اکنون در هر ماژول یک سنسور حرارتی، یک سنسور شتاب‌سنج که حرکات را درک نموده و یک سنسور مسافت‌سنج مادون قرمز که قرار است قابلیت لمسی پوست انسان را به روبات‌ها بدهند، تعبیه شده است. بدین منظور مهندسین از ماژول‌های بزرگی در ابعاد ۵ سانتی‌متر مربع بهره می‌جویند که از یک ریزپردازنده ۳۲ بیتی PIC32 برخوردار است.
در پروژه‌ای جدید برخلاف پروژه‌های قبلی، اکنون دانشمندان روی یک مشخصه تعیین‌کننده کار می‌کنند: در حالت نرمال هر ماژول به طور اختصاصی برنامه‌ریزی شده و برای ماشین کالیبره می‌شود. حال اگر ماژول جدیدی افزوده گردد، توسعه‌دهنده باید آن را به صورت دستی برای روبات تنظیم نماید. این روش برای چند سنسور محدود عملی بوده و بدون هیچ مشکلی اجرا می‌گردد، اما گاهی صحبت از یک پوست هوشمند حساس است که قرار است روی تمامی بدن روبات را بپوشاند و بنابراین از صدها یا هزاران ماژول این چنینی تشکیل می‌شود.
برنامه‌نویسی ماژول‌ها به صورت انفرادی بدین صورت امری بسیار مشقت بار است. خوش‌بختانه خود این سلول‌های پوست روباتیک قرار است خودشان را تنظیم نمایند. بنابراین فرقی نمی‌کند که پوست از ۱۰، ۱۰۰ و یا ۱۰۰۰ ماژول تشکیل شده باشد؛ پوست خودش را با بدن روبات به صورت خودکار تطبیق می‌دهد.
ادراک خویشتن: که هستم و جایگاهم کجاست؟
این ماژول‌ها با بهره‌گیری از اتصال‌های سلول‌های مجاور یکدیگر، پوستی یکپارچه می‌سازند. این بدان مفهوم است که دیسک‌ها اطلاعات‌شان را برای کامپیوتر نمی‌فرستند، بلکه آن را به نزدیک‌ترین ماژول مجاور منتقل می‌کنند. هر دیسک مشخصه اختصاصی خود را داراست و در نتیجه سیستم می‌داند که کدام ماژول عکس‌العمل نشان داده است. اگر ماژولی از کار بیفتد، ماژول می‌تواند از مسیرهای جایگزین استفاده نماید و بدین ترتیب ارتباط سلول‌های مجاور با یکدیگر همچنان حفظ خواهد شد. مدت زمان وقفه ادراک در این ماژول‌ها بسیار کوتاه است. این ماژول‌ها ظرف کمتر از یک میلی‌ثانیه سیگنال را به یک واحد مرکزی هدایت می‌کند. اینترفیس، بسته دریافتی را برای سیستم‌عامل تفسیر می‌کند. وقفه کلی بسته به سیستم مورد استفاده ۲ تا ۳ میلی‌ثانیه است. برای مقایسه، در انسان ۲۰۰ میلی‌ثانیه طول می‌کشد تا عکس‌العمل نشان داده شود، البته انسان‌ها حین حرکت به حرکات بعدی نیز می‌اندیشند. در حالی که در ماشین مدل‌های برنامه فراخوانی می‌گردد.
البته از این پوست مصنوعی انتظار می‌رود که قابلیتی فراتر از پاسخ‌گویی به لمس و یا دما داشته باشد. به کمک این پوست احتمالا روبات خواهد توانست به هوشیاری نسبی رسیده و متوجه شود که کجا جسمش تمام می‌شود و محیط آغاز می‌گردد. این مقطع گامی مهم به سوی هوشمندسازی روبات‌ها محسوب می‌شود و احتمالا به کمک آن روبات‌ها قادر خواهند بود، خیلی محتاطانه‌تر و آرام‌تر با بیماران در بیمارستان‌ها برخورد نمایند. تاکنون روبات متوجه نمی‌شد که مثلا به جایی برخورد نموده، بازویش بالاتر نمی‌رود و یا پایش را از دست داده است.
به طور حتم این گونه مشکلات با ظهور پوست مصنوعی رفع خواهد شد. در چنین شرایطی پوست روبات هر گونه خطایی را درک نموده و در حالت بهینه روبات به صورت کاملا خودکار، خود را مجددا کالیبره می‌نماید.
درست شبیه کودکی که در ابتدا نسبت به حواس پنج‌‌گانه خود و محرک‌هایش آگاه نبوده و به مرور با آنها آشنا می‌شود و خود را در می‌یابد و حریم خود و محیط اطراف را درک می‌کند؛ روبات‌ها نیز قادر خواهند بود چینن عمل نمایند. پیش شرط اصلی این کار آن است که جسم روبات تماما با پوست مصنوعی پوشانده شود. فقط مشکل این است که مدتی طول خواهد کشید تا به دیسک‌های کوچک و قابل انعطافی برسیم که این امر را میسر سازند. تاکنون محققین تنها ۳۱ سنسور ارایه دادند که در سطوح جسم روبات به طور پراکنده تعبیه می‌شود.
سخن پایانی
پوست مصنوعی یک موفقیت بزرگ برای پیشرفت روبات‌ها محسوب می‌شود. در حال حاضر روبات‌ها می‌توانند به گرما، سرما و یا نور واکنش نشان دهند. در آینده روبات‌ها قادر خواهند بود تا شکل اشیا را نیز حس نموده و متناسب با ظرافت آنها عکس‌العمل نشان دهند. وقتی کیفیت پوست روباتیک به پوست طبیعی انسان نزدیک گردد، می‌توان انتظار داشت که روبات‌ها نیز احساسات و عواطف انسانی را درک نموده و خیلی زود شاهد آن باشیم که روبات‌ها در آشپزخانه براساس سلیقه ما آشپزی نمایند!
لینک کوتاه: