ربات‌ها به کمک هوش مصنوعی درد را حس می‌کنند!

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیو ساینتیست، در یک پیشرفت قابل توجه، دانشمندان دانشگاه هونان چین از پوست مصنوعی پیشرفته‌ای رونمایی کرده‌اند که با الگوریتم پیشرفته هوش مصنوعی (AI) یکپارچه شده و راه را برای احساس درد و واکنش ربات‌ها به خطر هموار می‌کند.

این پیشرفت پیشگامانه نوید انقلابی در حوزه رباتیک را می‌دهد و پیامد‌های گسترده‌ای برای کاربرد‌های مختلف آن دارد.

درک چگونگی احساس درد توسط انسان‌

پیش از پرداختن به دنیای شگفت انگیز پوست مصنوعی و هوش مصنوعی، درک چگونگی تجربه درد توسط انسان‌ها ضروری است. احساس درد در انسان از یک تعامل پیچیده بین سیگنال‌های عصبی محیطی و تفسیر آن‌ها توسط مغز سرچشمه می‌گیرد.

حسگرهای درد که از نظر علمی به عنوان گیرنده‌های عصبی شناخته می‌شوند، در پوست انسان وجود دارند. این گیرنده‌ها تکانه‌های الکتریکی را در امتداد اعصاب به مناطق خاصی از مغز منتقل می‌کنند و مکانیسم‌های حفظ خود بدن را تحریک می‌کنند. این می‌تواند به صورت واکنش‌هایی مانند دور کردن غریزی دست فرد از یک منبع گرما یا یک شی تیز ظاهر شود.

در قلب این اختراع پیشگامانه، یک سیستم جدید بررسی درد قرار دارد که اصول درک درد توسط انسان را تکرار می‌کند. پوست مصنوعی توسعه یافته توسط محققان چینی از طریق تعامل هم افزایی کریستال‌های روی (Zn) و ژل هلیوم عمل می‌کند.

نکته قابل توجه این است که این کریستال‌های روی با انتشار الکترون‌ها که یک سیگنال الکتریکی و یک فلاش نور تولید می‌کنند، به نیروی بیش از حد پاسخ می‌دهند. این پاسخ متمایز برای مشخص کردن دقیق مکانی است که ربات درد را تجربه می‌کند.

یکی از چهره‌های کلیدی پشت این ابداع خلاقانه، دانشمندی به نام جی تان است که تاکید می‌کند ورود پوست مصنوعی به رباتیک، ربات‌ها را برای تشخیص و واکنش به موقعیت‌های بالقوه خطرناک توانمند خواهد کرد. 

برای اینکه این اختراع بتواند به صورت یکپارچه عمل کند، محققان یک الگوریتم هوش مصنوعی ویژه طراحی کردند. این الگوریتم نقش مهمی در کمک به ربات برای تشخیص اینکه باید از کدام محرک‌ها اجتناب کرد، ایفا می‌کند. 

تان معتقد است که استفاده از هر دو سیگنال الکتریکی و نوری، ربات را قادر می‌سازد تا به طور همزمان شدت و محل درد را درک کند. این دقیقاً عملکرد یک گیرنده درد طبیعی و مکانیسم حس درد در انسان را منعکس می‌کند.

دانشمندان برای آزمایش و آموزش این سیستم، آن را در معرض حدود ۱۰۰ شاخص الکتریکی و نوری قرار دادند. آن‌ها از اشیای مختلفی مانند چاقو چوب، توپ‌ها پنبه‌ای استفاده کردند که روی حسگر فشار داده می‌شدند تا محرک‌های مختلف را تقلید کنند.

از طریق این فرآیند آموزشی، الگوریتم یاد گرفت که بین اشیا بالقوه مضر و بی ضرر تمایز قائل شود، حتی زمانی که آن‌ها خوانش‌های حسگر مشابهی را تولید می‌کردند.

نتایج امیدوارکننده و کاربرد‌های آینده

یافته‌های این تحقیق چندان شگفت انگیز نیستند. دست رباتیک مجهز به این پوست مصنوعی نوآورانه در ۹۷.۵ درصد موارد با موفقیت بین اشیا ایمن و غیر ایمن تمایز قائل شد.

برای مثال، سیستم هوش مصنوعی به سرعت تشخیص داد که بازوی رباتیک می‌تواند به طور ایمن یک تخم مرغ آب پز را نگه دارد، اما به سرعت توپی که با میخ‌های آهنی تزیین شده بود را رد کرد. این نتایج ظرفیت این فناوری را برای افزایش ایمنی و قابلیت‌های ربات‌ها در صنایع مختلف برجسته می‌کند.

علاوه بر کاربرد‌های رباتیک، دانشمندان یک کاربرد جدید برای پوست مصنوعی نیز کشف کرده‌اند. آن‌ها تکه‌هایی از آن را به قلب، کبد و ریه‌های موش پیوند زدند و به ربات جراحی اجازه دادند نمونه برداری انجام دهد و نمونه‌های بافت را برای تجزیه و تحلیل میکروسکوپی بعدی جمع آوری کنپ. در طول این مراحل، پوست به صورت بلادرنگ به ربات بازخورد می‌داد و حرکات آن را برای جلوگیری از آسیب به اندام‌های حیاتی هدایت می‌کرد.

این پیشرفت‌های قابل توجه نشان دهنده آینده‌ای است که در آن می‌توان پوست مصنوعی را در ابزار‌های جراحی تعبیه کرد و پزشکان را قادر ساخت تا با افزایش حس لامسه، از راه دور عمل‌های ظریف را انجام دهند. چنین نوآوری‌هایی نه تنها رباتیک، بلکه حوزه پزشکی را نیز متحول می‌کند و امکانات جدیدی را برای جراحی با کم‌ترین تهاجم و پزشکی از راه دور باز می‌کند.

این فناوری پیشگام نه تنها به ربات‌ها اجازه حس کردن و واکنش به درد را می‌دهد؛ بلکه وعده روش‌های پزشکی ایمن‌تر و دقیق‌تر و نوید عصر جدیدی از نوآوری و پیشرفت در این زمینه‌ها را می‌دهد. کاربرد‌های بالقوه بی حد و مرز به نظر می‌رسند و تأثیر آن‌ها بر صنایع مختلف قطعا عمیق خواهد بود.