Китайские ученые создают роботов, способных чувствовать боль

Китайские исследователи совершили прорыв, наделив машины способностью, доселе считавшейся исключительно биологической — реагировать на повреждения. Робот с особой нейроморфной кожей теперь отдергивает конечность от источника опасности со скоростью человеческого рефлекса. Механическая рука резко дергается при чрезмерном давлении или контакте с разрушающим объектом.

От фиксации к рефлексу

Долгое время тактильное восприятие роботов было пассивным. Датчики фиксировали контакт, сигнал шел в центральный процессор, тот анализировал данные и отдавал команду исполнительным механизмам. Все это занимало достаточно много времени, робот действовал медленнее, чем человек. В динамичной среде такой задержки достаточно для серьезной поломки.

Новая разработка — нейроморфная кожа NRE-skin — меняет многое. Ее архитектура вдохновлена периферической нервной системой живых существ. Ключевое отличие — способность принимать решения на местном уровне. Когда сила воздействия на кожу превышает заданный порог, сигнал боли, вернее — сигнал критической опасности, идет напрямую к моторам. Центральный «мозг» даже не успевает узнать об инциденте. Робот уже среагировал.

Устройство искусственной чувствительности

Конструкция кожи сложна и многослойна. Внешний слой — гибкий и прочный полимер, аналог эпидермиса. Под ним скрыта настоящая электронная нервная сеть: сенсоры давления, деформации, микрочипы. Они непрерывно отслеживают состояние оболочки, отправляя в фоновом режиме данные о целостности.

Сердце системы — нейроморфное устройство. Оно преобразует механическое воздействие в последовательности электрических импульсов. Эти импульсы аналогичны сигналам нейронов. Система может обрабатывать информацию с множества точек одновременно, что очень важно для работы в хаотичной и многолюдной среде. Диапазон чувствительности широк — от легчайшего касания до сильного удара.

Магнитная кожа и будущее ощущений

Сенсорные модули крепятся на магнитной основе. Их можно быстро заменить в случае повреждения, как элементы конструктора. Но это лишь первый шаг. В планах разработчиков — научить кожу различать не только силу, но и качество контакта.

Температура, текстура материала, влажность — все эти параметры сделают взаимодействие робота с миром невероятно точным. Представьте робота на заводе, который по изменению трения определяет начало проскальзывания детали. Или машину на кухне, которая не просто разбивает яйцо для теста, но и чувствует его текстуру, хрупкость.

Россия догоняет лидера рынка

Свои наработки в области тактильного чувства для роботов есть и в России. Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета создали прототип гибкой сенсорной кожи для промышленных роботов. Она также помогает оценивать силу сжатия и структуру объекта. Однако эти разработки находятся на более ранней, исследовательской стадии. Пока они не достигли уровня сложности и скорости реакции китайской нейроморфной системы.

Этическая грань

Важно подчеркнуть — речь не идет о боли в ее философском или эмоциональном смысле. У робота нет сознания, он не может страдать от неприятных ощущений так, как страдают люди. У машин есть лишь сложнейший алгоритм, имитирующий рефлекс выживания. Это инструмент для повышения автономности, долговечности и безопасности роботов, особенно тех, что работают рядом с человеком. На их создание уходят огромные деньги, и нет ничего удивительного в том, что производители пытаются сделать машины более надежными.

Однако сама скорость развития этой сферы заставляет задуматься. Мы создаем машины, которые все лучше имитируют базовые свойства живых организмов. Грань между сложным инструментом и искусственным подобием жизни постепенно стирается. И это, пожалуй, глубокий вопрос, который рождает новая электронная кожа. Вопрос не о технологиях, а о том, куда мы идем, создавая все более чувствующих, но при этом лишенных чувств помощников.