Επιστήμονες ανέπτυξαν ένα ρομπότ που μπορεί να αποφασίζει πώς να κινείται ή να κρατά αντικείμενα, βασιζόμενο στην αίσθηση του περιβάλλοντός του. Η συσκευή εμπνέεται από το νευρικό σύστημα του χταποδιού, ώστε να πιάνει αντικείμενα μέσω της αίσθησης.

Αναπτυγμένο από ερευνητές της Σχολής Επιστημών και Μηχανικής του Πανεπιστημίου του Μπρίστολ, το μαλακό ρομπότ μπορεί να χρησιμοποιεί ροή αναρρόφησης όχι μόνο για να κολλά σε αντικείμενα, αλλά και για να αντιλαμβάνεται το περιβάλλον του και να ελέγχει τις δικές του κινήσεις — ακριβώς όπως ένα χταπόδι.

Οι ερευνητές αποκάλυψαν ότι ένα ενιαίο σύστημα αναρρόφησης επιτρέπει στο ρομπότ να πιάνει ευαίσθητα αντικείμενα, να αντιλαμβάνεται αν αγγίζει αέρα, νερό ή τραχιά επιφάνεια και ακόμη να προβλέπει πόση δύναμη ασκείται πάνω του — όλα αυτά ταυτόχρονα, χωρίς να χρειάζεται κεντρικός υπολογιστής.

Η ιεραρχία νευρομυϊκής λειτουργίας των χταποδιών για επιδέξιο χειρισμό του σώματος

Η μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Science Robotics, εστίασε στα χταπόδια που αξιοποιούν μια αποδοτική νευρομυϊκή ιεραρχία για να πετύχουν πολύπλοκο και επιδέξιο χειρισμό του σώματός τους, συνδυάζοντας τους πλούσιους σε αισθητήρες αναρροφητήρες, την υπολογιστική ικανότητα ενσωματωμένη στα πλοκάμια και την κεντρική ανώτερη σκέψη.

Οι ερευνητές εμπνεύστηκαν από την ιεραρχική νοημοσύνη του χταποδιού και έδειξαν πώς, αξιοποιώντας την ενέργεια και τη δυνατότητα πληροφορίας των απλών αναρροφητήρων, των μαλακών υπολογιστικών στοιχείων και των μαλακών ενεργοποιητών, μπορούν να αναπαραστήσουν αυτή τη λειτουργία.

«Μπορούμε να μιμηθούμε βασικές πτυχές της νευρομυϊκής δομής του χταποδιού σε συστήματα μαλακής ρομποτικής», ανέφεραν οι ερευνητές στη μελέτη.

«Πέρυσι αναπτύξαμε έναν τεχνητό αναρροφητήρα που μιμείται τον τρόπο με τον οποίο τα χταπόδια κολλάνε σε βράχους, χρησιμοποιώντας μαλακά υλικά και στεγανοποίηση με νερό», εξήγησε ο κύριος συγγραφέας Τιαντσι Γιουέ.

«Αυτή η έρευνα προχωράει το έργο αυτό, από τη χρήση ενός αναρροφητήρα που λειτουργεί σαν αυτόν του χταποδιού για να συνδέεται με αντικείμενα, στη χρήση της ‘ενσώματης αναρροφητικής νοημοσύνης’ — μιμούμενοι βασικές πτυχές της νευρομυϊκής δομής του χταποδιού σε συστήματα μαλακής ρομποτικής».

Τα ρομπότ μπορούν να επιτύχουν πολυτροπική υψηλού επιπέδου αντίληψηΟι ερευνητές τόνισαν ότι η παρουσιάζουσα «αναρροφητική νοημοσύνη» λειτουργεί σε δύο επίπεδα: Μέσω της σύνδεσης της ροής αναρρόφησης με τοπικά υδραυλικά κυκλώματα, τα μαλακά ρομπότ μπορούν να αποκτήσουν επιτόπια χαμηλού επιπέδου νοημοσύνη, παρόμοια με αυτή των χταποδιών, που περιλαμβάνει την ήπια σύλληψη ευαίσθητων αντικειμένων, την προσαρμοστική καμπύλωση και την κάλυψη αντικειμένων άγνωστης γεωμετρίας.

Η μελέτη αποκάλυψε επίσης ότι, μέσω της αποκωδικοποίησης της πίεσης που δέχεται ένας αναρροφητήρας, τα ρομπότ μπορούν να αποκτήσουν πολυτροπική υψηλού επιπέδου αντίληψη, η οποία περιλαμβάνει την ανίχνευση επαφής, την ταξινόμηση του περιβαλλοντικού μέσου και της τραχύτητας της επιφάνειας, καθώς και την πρόβλεψη της δύναμης που ασκείται σε διαδραστική έλξη.

Αυτή η απλή και χαμηλού κόστους «αναρροφητική νοημοσύνη» θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια νέα γενιά μαλακών ρομπότ που θα είναι πιο ασφαλή, πιο έξυπνα και πιο ενεργειακά αποδοτικά. Πιθανές εφαρμογές περιλαμβάνουν τη μαλακή συγκομιδή φρούτων στη γεωργία, τη διαχείριση εύθραυστων αντικειμένων σε εργοστάσια, την αγκύρωση ιατρικών εργαλείων μέσα στο ανθρώπινο σώμα ή τη δημιουργία μαλακών παιχνιδιών και φορητών εργαλείων που μπορούν να αλληλεπιδρούν με ασφάλεια με ανθρώπους.

Στα χταπόδια, η «αναρροφητική νοημοσύνη» εκτελεί το μεγαλύτερο μέρος των υπολογισμών της μέσα σε τοπικά υδραυλικά κυκλώματα χαμηλού επιπέδου, ενώ ελάχιστες πληροφορίες μεταβιβάζονται στην ανώτερη διαδικασία λήψης αποφάσεων του «εγκεφάλου», σύμφωνα με το δελτίο Τύπου.