Roboter i farlig miljø, som ser rundt hjørner og med syntetisk «blod»

Denne utgaven av Fredagstech viser seg å kun handle om roboter. Det forskes og utvikles intenst over hele verden på maskiner som kan hjelpe oss i svært mange forskjellige situasjoner.

Her kommer et eksempel på en robot som gjør en jobb som ingen mennesker vil ha, i tillegg til et par basisteknologier som vil kunne brukes i framtidige roboter.

Halvautomatisk atomarbeider

Noen er bekymret for at roboter og kunstige intelligenser kommer til å ta jobbene deres i en ikke altfor fjern framtid. Men det er ikke alle jobber mennesker ved sine fulle fem har noe særlig lyst på, uansett om det er den siste jobben som finnes. Å demontere atomreaktorer som skal avvikles er en av dem.

I slike sammenhenger er fjernstyrte roboter den eneste fornuftige løsningen, men det er vanskelig for en operatør å kontrollere enhver bevegelse i et komplekst miljø bestående av masser av rør og andre tekniske installasjoner. Samtidig er det ikke fristende å overlate hele jobben til en autonom robot – risikoen er for stor når man håndterer radioaktive materialer i slike mengder at de kan starte en kjernefysisk kjedereaksjon.

Derfor har forskere ved Lancaster University i Storbritannia utviklet en semi-autonom robot for denne oppgaven. Den har innebygd tilstrekkelig intelligens til å gjøre en god del oppgaver på egen hånd, men samtidig må den ha en menneskelig operatør i førersetet, melder nettsiden Extreme Tech.

Forskerne har utstyrt roboten med programvare for bildegjenkjenning, slik at den kan identifisere rør, spaker og andre gjenstander som er vanlige på slike arbeidsplasser. Det gjør den ved hjelp av Microsoft Kinect, spillsensoren som Microsoft forlengst har pensjonert fra markedet, men som likevel stadig dukker opp i nye sammenhenger.

Roboten har også armer med gripeklør som en menneskelig operatør ville kunne operere med fjernstyring, om enn med en litt klønete betjening via en joystick. Men Lancaster-roboten styrer dem selv etter at operatøren har gitt kommandoen om hva den skal gjøre.

Det tok fire museklikk for å velge et objekt og si fra hva roboten skal gjøre med det, deretter utførte den de nødvendige bevegelsene, som å løfte, dra eller kutte, selv. Ifølge forskningsrapporten var dette dramatisk mer effektivt enn med en ren fjernstyrt robot.

STRÅLESIKKER: Enkelte roboter klarer å jobbe i et radioaktivt miljø, slik denne undervannsroboten for undersøkelser i Fukushima-reaktoren. Roboter uten skjerming vil ikke virke veldig lenge i et slikt miljø.

Dette kan gjøre demontering av atomreaktorer langt raskere enn før, men denne testen var ikke helt autentisk. Den foregikk i en lab uten radioaktiv stråling, og roboten er foreløpig ikke skjermet for å motstå strålingen. Før den kan settes inn i en ekte strålingssone må den videreutvikles, slik at den kan jobbe i det svært fiendtlige miljøet uten å bli forstyrret eller ødelagt av strålingen.

Ser detaljer rundt hjørnet

Vi ser bare det som er foran oss, i rett linje fra der vi er. Synet vår oppfatter lys som reflekteres direkte fra fysiske objekter i verden, og det samme gjør de aller fleste kameraer. Men lys kan «sprette» flere ganger før det treffer øyet, men de reflekterte signalene er så svake at det er ikke noe vi oppfatter med vår synssans.

Forskere har tidligere brukt datamaskiner for å grovt oppdage store objekter som er skjult rundt et hjørne, men som lar seg registrere ved hjelp av reflektert lys. Men nå har forskere ved universitetet Carnegie Mellon i USA fått til å se rundt hjørner med en helt annen oppløsning enn før. Millimeter- og til og med mikrometerpresisjon er oppløsningen de har klart å registrere rundt hjørner, melder også nettsiden Extreme Tech.

Teknikken er naturligvis basert på lasere. Forskerne brukte laserskudd mot en flat overflate som deretter reflekterte rundt hjørnet og tilbake igjen. Datamaskinen som styrer laseren vet når hver lyspuls ble sendt, og kan dermed kalkulere tiden det tok for et enkelt laserskudd å reflekteres tilbake. Dette er akkurat samme teknikk som lidarene til selvkjørende biler bruker til å «se» sine omgivelser.

Algoritmene som forskerne har utviklet til signalbehandlingen klarer å måle kurvaturen til det skjulte objektet med stor nøyaktighet. Dermed klarer de å lage imponerende gjengivelser av hva som befinner seg utenfor direkte synslinje.

Foreløpig er denne teknikken bare brukbar på én meters rekkevidde i laboratoriet. Dermed er den ikke klar for praktiske anvendelser, men her må vi huske at dette bare er første forsøk. Når den er videreutviklet er det all grunn til å tro at den får rekkevidde nok til å kunne brukes i en lang rekke sammenhenger, for eksempel ved å få autonome biler til å se rundt hushjørner i gatekryss.

Robotfisk med syntetisk «blod»

Ett utbredt fellestrekk vi ser ved mange av roboteksperimentene for tiden, er at forskerne forsøker å etterligne biologiske systemer, enten det er menneskelige hender eller måten en firbeint skapning går på. Et biologisk særtrekk er at vi har elementer som har flere funksjoner, noe som gjør oss fleksible og autonome. En stamcelle kan bli til ethvert organ i kroppen, og blodet transporterer både oksygen til hele kroppen og bærer samtidig en god del av immunforsvaret vårt.

I motsetning til dette har roboter deler som har en og bare en funksjon. Tunge og omfangsrike batterier er energikilden, og et tannhjul i et gir brukes bare til det. Fram til nå.

Forskere ved Cornell University og University of Pennsylvania i USA har nå lagd en myk robotfisk som etterligner biologiske skapninger ved at den har syntetisk «blod» med flere funksjoner, melder nettsiden Engadget.

I roboten har forskerne lagd et sirkulasjonssystem med en væske som har to funksjoner: den er både energikilde til framdrift av fisken, og samtidig er den hydraulikkvæsken som lager bevegelsene for å svømme. «Blodet» er altså elektrolytten i robotens batteri, som driver en pumpe som sirkulerer den samme væsken rundt i fremdriftssystemet i roboten.

Resultatet er at fisken har energi nok til å svømme i 36 timer, noe som påstås å være åtte ganger lenger enn et lignende system uten det syntetiske blodet.

Forskerne forteller at det er første gangen man har lagd et system som kombinerer hydraulisk kraftoverføring, selve aktuatoren og energilagring i ett og samme multifunksjons system.

Det er en snedig løsning å kombinere vekten og volumet som to hovedfunksjoner trenger i samme løsning, og det er opplagt at dette er ett skritt nærmere å lage roboter som bruker biologiske teknikker for å fungere. Så får vi se hvor vor naturtro roboter som kommer – kanskje roboter med myke komponenter en dag gjør det mulig å lage en «Westworld-park»?

Vi krysser fingrene – god helg!