To, čo sme poznali len z amerických sci-fi filmov, sa pomaly stáva realitou. Nestačí, že roboty dokážu za človeka vykonávať množstvo fyzických činností, k ľudstvu sa vďaka fantázii, umu a šikovnosti vedcov približujú aj ďalšími aspektmi. Pred pár rokmi vytvorili na Univerzite v Cambridgei robotického šéfkuchára, teda stroj, ktorý dokázal pomocou sondy pripevnenej ku koncu ramena zistiť hladiny soli v potravinách a ochutnával jedlo v rôznych fázach procesu žuvania.

Tentoraz výskumníci z Chemnitzskej technickej univerzity prišli s nápadom vytvoriť robota s chlpatými rukami. Výstrelok? Odborníci tvrdia, že pokrok vo vývoji elektronickej pokožky s integrovanými umelými chĺpkami nájde uplatnenie aj v medicíne.

Čoraz dokonalejšia e-koža

Znie to na prvý pohľad bizarne: humanoidným robotom budú pri vzrušení vstávať chlpy. Vylepšeniami elektronickej kože sa však vedci zaoberajú už niekoľko rokov. Ide o flexibilný elektronický systém, ktorý sa snaží napodobniť citlivosť ľudskej pokožky.

Už v roku 2018 odborníci z Coloradskej univerzity v Boulderi vyrobili zo špeciálneho polyméru a nanočastíc striebra takmer plnohodnotnú náhradu ľudskej kože. „Má to dosť široké využite. V určitom zmysle umožňujeme zmyslové vnímanie inak pasívnym systémom,“ povedal vtedy časopisu Newsweek šéf vedeckého týmu Jianliang Xiao. Napríklad robotické pestúnky by tak ľahšie rozoznali horúčku dieťaťa.

Pred dvoma rokmi austrálsky tím na RMIT University v Melbourne vyvinul prototyp zariadenia, ktorý dokáže replikovať spôsob, akým pokožka cíti bolesť. „Koža je najväčším zmyslovým orgánom nášho tela a má komplexné funkcie určené na vysielanie rýchlych výstražných signálov, keď nás niečo bolí,“ uviedol vedúci výskumu profesor Bhaskaran. Cítime cez ňu mnohé veci - príjemné aj nepríjemné. „Žiadne elektronické technológie nedokázali realisticky napodobniť ten veľmi ľudský pocit bolesti - až doteraz. Naša umelá koža reaguje okamžite, keď tlak, teplo alebo chlad dosiahnu bolestivé hranice,“ pochválil sa vtedy vedec.

Výskumný tím z Chemnitzu a Drážďan pod vedením profesora Olivera Schmi­dta, šéfa materiálových systémov pre nano­elektroniku, urobil však ďalší veľký krok vpred: zameral sa na tenké útvary vyrastajúce z pokožky.

Chlp ako senzorová jednotka

Hoci sa drobných chĺpkov, či už holením, alebo inými spôsobmi, radi zbavujeme, nemáme nimi pokryté telo len z rozmaru prírody. Dokážu vnímať a predvídať ten najmenší hmatový vnem na ľudskej koži a dokonca rozpoznať smer, z ktorého dotyk prichádza. Moderným elektronickým kožným systémom však táto schopnosť chýba a nedokážu zhromaždiť tieto dôležité informácie o svojom okolí. Aj preto výskumníci použili úplne nový prístup k miniaturizácii a integrácii polí 3D zariadení a pokúsili sa napodobniť prirodzený dotyk ľudskej pokožky. Vedci z TU Chemnitz o svojich výsledkoch informovali v aktuálnom vydaní prestížneho časopisu Nature Communications.

„Náš prístup umožňuje presné priestorové usporiadanie funkčných senzorových prvkov v 3D, ktoré možno hromadne vyrábať v paralelnom výrobnom procese. Takéto senzorové systémy je mimoriadne ťažké generovať zavedenými metódami mikroelektronickej výroby,“ hovorí Christian Becker, doktorand vo výskumnej skupine profesora Schmidta.

Umelá e-koža je vyrobená z pružného elastomérneho materiálu, do ktorého je zabudovaná elektronika a senzory - podobne ako organická koža, ktorá je prepletená nervami. Moderná technológia reaguje na všetko, čoho sa vlas dotkne. Matrica senzora je schopná nielen zaregistrovať samotný pohyb chĺpkov, ale určuje aj jeho presný smer. Rovnako ako pri skutočnej ľudskej pokožke každý chĺpok sa na elektronickej koži stáva plnohodnotnou senzorovou jednotkou, ktorá dokáže vnímať a vyhodnotiť zmeny v okolí. Takto môže robot v dostatočnom predstihu vycítiť drobné interakcie s ľudským spoločníkom tesne predtým, ako dôjde k zamýšľanému kontaktu alebo neúmyselnej zrážke.

FOTO V GALÉRII

Ochlpená elektronická koža sa má teda ešte viac priblížiť ľudskej a v prípade potreby poskytnúť čo najvernejšiu náhradu. Dá sa však použiť aj na vývoj lekárskych senzorov na tele. Humanoidné roboty budú teda zase o niečo realistickejšie.