26/05/2023
Door Ad Spijkers
Door de eigenschappen die een gebreide trui comfortabel en gemakkelijk te dragen maken, kunnen robots beter communiceren met mensen.
De RobotSweater is een machinaal gebreide 'huid' van textiel die contact en druk kan voelen. De trui is ontwikkeld door een onderzoeksteam van het Robotics Institute van Carnegie Mellon University in Pittsburgh. Volgens de onderzoekers is de trui te gebruiken om robots slimmer te maken tijdens hun interactie met mensen. De gebreide stof van de RobotSweater kan worden aangepast aan driedimensionale oppervlakken.
Breimachines kunnen garen vormen in vormen die niet vlak zijn. Dat bracht de onderzoekers op het idee om er sensoren mee te maken. Eenmaal gebreid, kan de stof worden gebruikt om de robot te laten 'voelen' wanneer hij wordt aangeraakt, vooral in een industriële omgeving waar veiligheid voorop staat. Huidige oplossingen voor het detecteren van interactie gebruiken stijve materialen die niet het hele lichaam van de robot kunnen bedekken omdat sommige onderdelen moeten kunnen bewegen. De RobotSweater kan wel het hele lichaam van de robot bedekken, zodat hij eventuele botsingen kan detecteren.
Opbouw
De gebreide stof van RobotSweater bestaat uit twee lagen geleidend garen gemaakt met metalen vezels om elektriciteit te geleiden. Tussen de twee zit een soort net met een kantpatroon. Wanneer er druk op de stof wordt uitgeoefend – bijvoorbeeld door iemand die het aanraakt – sluit het geleidende garen een circuit en dat wordt het gelezen door de sensoren.
Afgezien van het ontwerp van de gebreide lagen stond het team voor een andere uitdaging bij het verbinden van de bedrading en elektronische componenten met het zachte textiel. Er is een manier nodig om onderdelen aan elkaar te bevestigen die sterk is, kan omgaan met uitrekken maar het garen niet zal vernietigen. De draden worden gewikkeld om drukknopen die aan de uiteinden van elke streep in de gebreide stof waren bevestigd. Dit is een economische en efficiënte oplossing, zodat zelfs hobbyisten die textiel maken met elektronische elementen ze kunnen gebruiken.
Werking
Eenmaal op het lichaam van de robot kan RobotSweater de verdeling, vorm en kracht van een contact voelen. Het is volgens de onderzoekers ook nauwkeuriger en effectiever dan de visuele sensoren waarop de meeste robots nu vertrouwen. De robot zal bewegen op de manier waarop de mens hem duwt, of hij kan reageren op menselijke sociale gebaren. Duwen op een robot die is uitgerust met RobotSweater vertelt hem welke kant hij op moet. Bij gebruik op een robotarm stond RobotSweater een duw van iemands hand toe om de beweging van de arm te begeleiden, terwijl het grijpen van de arm hem vertelde om zijn grijper te openen of te sluiten.
In toekomstig onderzoek wil het team onderzoeken hoe reacties van de veeg- of knijpbewegingen op een touchscreen kunnen worden geprogrammeerd.
Foto: Carnegie Mellon University