• Breaking News

    Bagaimana robot modern dikembangkan

     

    Saat ini, ilmu saraf dan robotika berkembang seiring. Mikhail Lebedev, Pengawas Akademik di Pusat Antarmuka Bioelektrik Universitas HSE, berbicara tentang bagaimana mempelajari otak menginspirasi perkembangan robot.

    Robot menarik bagi ilmu saraf dan ilmu saraf menarik bagi robot — ini adalah topik artikel "Tantangan rekayasa saraf penggabungan robotika dan ilmu saraf" dalam Ilmu Robotika . Pengembangan kolaboratif seperti itu berkontribusi pada kemajuan di kedua bidang, membawa kita lebih dekat untuk mengembangkan robot Android yang lebih maju dan pemahaman yang lebih dalam tentang struktur otak manusia. Dan, sampai batas tertentu, menggabungkan organisme biologis dengan mesin, untuk menciptakan organisme cybernetic (cyborg).

    Ilmu Saraf untuk Robot

    Robot sering kali menyerupai manusia dalam dandanannya. Hal ini berlaku untuk robot yang dimaksudkan untuk meniru tindakan dan perilaku manusia — ilmu saraf kurang penting bagi mesin industri.

    Hal yang paling jelas digunakan dalam desain robot adalah membuatnya terlihat seperti manusia. Robot sering kali memiliki dua lengan, dua kaki, dan kepala, bahkan jika itu tidak diperlukan dari sudut pandang teknik. Ini sangat penting ketika robot akan berinteraksi dengan orang-orang — sebuah mesin yang sepertinya lebih mudah kita percayai.

    Dimungkinkan untuk memastikan bahwa tidak hanya penampilan, tetapi juga 'otak' robot menyerupai manusia. Dalam mengembangkan mekanisme untuk persepsi, pemrosesan informasi, dan kontrol, para insinyur terinspirasi oleh struktur sistem saraf manusia.

    Misalnya, mata robot — kamera TV yang dapat bergerak pada sumbu yang berbeda — meniru sistem visual manusia. Berdasarkan pengetahuan tentang bagaimana penglihatan manusia disusun dan bagaimana sinyal visual diproses, para insinyur merancang sensor robot sesuai dengan prinsip yang sama. Dengan cara ini, robot dapat diberkahi dengan kemampuan manusia untuk melihat dunia dalam tiga dimensi, misalnya.

    Manusia memiliki refleks vestibulo-okuler: mata menerapkan stabilisasi menggunakan informasi vestibular saat kita bergerak, memungkinkan kita untuk menjaga stabilitas gambar yang kita lihat. Mungkin juga ada sensor akselerasi dan orientasi pada tubuh robot. Ini membantu robot untuk memperhitungkan gerakan tubuh untuk menstabilkan persepsi visual dari dunia luar dan meningkatkan kelincahan.

    Selain itu, robot dapat merasakan sensasi sentuhan seperti manusia — robot dapat memiliki kulit, dapat merasakan sentuhan. Dan kemudian ia tidak hanya bergerak secara acak di luar angkasa: jika ia menyentuh rintangan, ia merasakannya dan bereaksi seperti manusia. Ia juga dapat menggunakan informasi sentuhan buatan ini untuk menggenggam objek.

    Robot bahkan dapat mensimulasikan sensasi nyeri: beberapa bentuk kontak fisik terasa normal dan beberapa menyebabkan rasa sakit, yang secara drastis mengubah perilaku robot. Ia mulai menghindari rasa sakit dan mengembangkan pola perilaku baru, yaitu ia belajar — seperti seorang anak yang terbakar oleh sesuatu yang panas untuk pertama kalinya.

    Tidak hanya sistem sensorik, tetapi juga kontrol tubuh robot dapat dirancang secara analogi dengan manusia. Pada manusia, berjalan dikendalikan oleh apa yang disebut generator ritme pusat — sel saraf khusus yang dirancang untuk mengontrol aktivitas motorik otonom. Ada robot di mana ide yang sama digunakan untuk mengontrol berjalan.

    Selain itu, robot bisa belajar dari manusia. Robot dapat melakukan tindakan dengan cara yang tidak terbatas, tetapi jika ingin meniru manusia, ia harus mengamati manusia dan mencoba mengulangi gerakannya. Ketika membuat kesalahan, ia membandingkan dirinya dengan bagaimana manusia melakukan tindakan yang sama.

    Robot untuk Ilmu Saraf

    Bagaimana ilmu saraf menggunakan robot? Saat kita membangun model sistem biologis, kita mulai lebih memahami prinsip kerjanya. Oleh karena itu, mengembangkan model mekanis dan komputer dari kontrol gerakan sistem saraf manusia membawa kita lebih dekat untuk memahami fungsi neurologis dan biomekanik.

    Dan bidang yang paling menjanjikan dari penggunaan robot dalam ilmu saraf modern adalah dalam merancang antarmuka saraf — sistem untuk mengontrol perangkat eksternal menggunakan sinyal otak. Antarmuka saraf diperlukan untuk perkembangan neuroprostesis (misalnya, lengan buatan untuk orang yang kehilangan anggota tubuh) dan rangka luar — kerangka atau kerangka eksternal bagi tubuh manusia untuk meningkatkan kekuatannya atau memulihkan kemampuan motorik yang hilang.

    Robot dapat berinteraksi dengan sistem saraf melalui antarmuka dua arah: sistem saraf dapat mengirim sinyal perintah ke robot, dan robot dari sensornya dapat mengembalikan informasi sensorik ke manusia, menyebabkan sensasi nyata dengan merangsang saraf, ujung saraf. di kulit, atau korteks sensorik itu sendiri. Mekanisme umpan balik semacam itu memungkinkan untuk mengembalikan sensasi anggota tubuh jika telah hilang. Mereka juga diperlukan untuk pergerakan tungkai robotik yang lebih tepat, karena berdasarkan informasi sensorik yang diterima dari lengan dan kaki kita mengoreksi gerakan kita.

    Ada pertanyaan menarik yang muncul di sini: Haruskah kita mengontrol semua derajat kebebasan robot melalui antarmuka saraf? Dengan kata lain, bagaimana kita harus mengirimkan perintah khusus padanya? Misalnya, kita dapat 'memerintahkan' lengan robot untuk mengambil sebotol air, dan robot akan melakukan operasi khusus: ia akan menurunkan lengannya, memutarnya, dan membuka serta mengepalkan jari di tangannya — semuanya dengan sendirinya. Pendekatan ini disebut kontrol gabungan — kami memberikan perintah sederhana melalui antarmuka neural, dan pengontrol khusus di dalam robot memilih strategi terbaik untuk implementasi. Atau kita dapat membuat mekanisme yang tidak akan memahami perintah 'ambil botolnya': perlu dikirimi informasi tentang pergerakan yang spesifik dan detail.

    Studi Terkini

    Ilmuwan saraf dan ilmuwan robotik mempelajari berbagai aspek operasi otak dan perangkat robotik. Misalnya, di Duke University, saya melakukan eksperimen dengan antarmuka saraf pada monyet, karena antarmuka harus terhubung langsung ke area otak agar dapat bekerja secara akurat dan intervensi eksperimental semacam itu tidak selalu memungkinkan untuk dilakukan pada manusia.

    Dalam salah satu penelitian saya, seekor monyet berjalan di sepanjang jalan dan aktivitas motor cortexnya, yang bertanggung jawab atas pergerakan kaki, terbaca dan memicu robot untuk mulai berjalan. Pada saat yang sama, monyet mengamati robot berjalan ini di layar yang ditempatkan di depannya.

    Monyet itu menggunakan umpan balik, jadi ia mengoreksi gerakannya berdasarkan apa yang dilihatnya di layar. Ini adalah bagaimana antarmuka saraf yang paling efektif untuk mengimplementasikan jalan kaki dikembangkan.

    Masa Depan Cybernetic

    Penelitian semacam itu membawa kita pada perkembangan inovatif di masa depan. Misalnya, membuat exoskeleton untuk memulihkan pergerakan orang yang lumpuh total tidak lagi tampak seperti fantasi yang tidak mungkin tercapai — hanya perlu waktu. Kemajuan mungkin terhambat oleh kurangnya daya komputer, tetapi perkembangan selama sepuluh tahun terakhir juga sangat pesat di sini. Kemungkinan besar kita akan segera melihat orang-orang di sekitar kita menggunakan kerangka luar yang ringan dan nyaman daripada kursi roda atau kereta bayi untuk berkeliling. Cyborg manusia akan menjadi hal biasa.

    Pengembangan komersial sistem semacam itu terjadi di seluruh dunia, termasuk di Rusia. Misalnya, proyek ExoAtlet yang terkenal sedang mengembangkan rangka luar untuk rehabilitasi penyandang disabilitas motorik. Pusat HSE untuk Antarmuka Bioelektrik berpartisipasi dalam pengembangan algoritme untuk mesin ini: Kepala Pusat, Profesor Alexey Ossadtchi, dan mahasiswa doktoralnya mengembangkan antarmuka saraf yang memicu gerakan berjalan dari kerangka luar.

    Perkembangan pesat robot humanoid juga menjadi kenyataan. Kemungkinan besar kita akan segera memiliki robot yang berjalan-jalan meniru kita dalam banyak hal — bergerak seperti kita dan berpikir seperti kita. Mereka akan dapat melakukan beberapa pekerjaan yang sebelumnya hanya tersedia untuk manusia.

    Jelas, kita akan melihat perkembangan robotika dan ilmu saraf, dan bidang ini akan bertemu. Ini tidak hanya membuka peluang baru, tetapi juga menciptakan pertanyaan etika baru, seperti bagaimana kita harus memperlakukan robot android atau cyborg manusia.

    Namun, sejauh ini, manusia lebih baik dari robot dalam banyak hal. Otot kita paling ekonomis: makan sandwich dan Anda akan memiliki cukup energi untuk sepanjang hari. Robot akan memiliki baterai kosong dalam waktu setengah jam. Dan meskipun mungkin jauh lebih kuat daripada manusia, seringkali terlalu berat. Soal keanggunan dan optimalisasi kapasitas energi — selama ini manusia masih lebih unggul dari robot .

    Tidak lama lagi hal ini akan berubah — ada puluhan ribu ilmuwan dan insinyur berbakat yang bekerja untuk mencapai tujuan ini.

    Sumber: https://techxplore.com/news/2021-02-modern-robots.html

    Kata siapa UMKM tidak perlu melek keamanan siber (cybersecurity) ? Kami akan membahasnya bersama pak Didi Nurcahya, ITIL®, GSEC - di 16 Feb 2021, pastikan anda terdaftar di https://s.id/eventcerdas16feb . #aptiknas #eventcerdas #dtechcorp #cybersecurity #keamanansiber #cyberawareness


    No comments

    Post Top Ad

    Post Bottom Ad