Uusi robottinen iho antaa koneille ihmisen kaltaisen tuntoaistin

Cambridgen yliopiston ja University College Londonin tutkijat ovat kehittäneet pehmeän, sähköä johtavan robotti-ihon, joka tunnistaa useita kosketuksen muotoja saman materiaalin avulla. Kesäkuussa 2025 julkaistu tutkimus koskee laboratorioissa testattua hydrogeelistä käden muotoista anturia. Se ei vielä anna robotille ihmisen ihon veroista tuntoaistia.

Miksi tuntoaisti on roboteille tärkeä?

Robottikäden on voitava havaita esimerkiksi puristus, lämpö ja kosketuksen sijainti, jotta se käsittelee esineitä turvallisesti. Perinteisessä sähköisessä ihossa eri ärsykkeille käytetään usein erillisiä antureita. Niiden asentaminen pehmeään pintaan voi tehdä rakenteesta monimutkaisen ja altistaa sen vaurioille.

Yhdestä materiaalista valettu iho

Science Robotics -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa tutkijat valoivat johtavasta, gelatiinipohjaisesta hydrogeelistä aikuisen käden muotoisen kalvon. Se voidaan sulattaa ja muotoilla uudelleen. Ranteeseen sijoitettiin 32 elektrodia. Sähköimpedanssitomografia mittaa, miten sähkö kulkee materiaalissa, kun sitä painetaan, lämmitetään tai vahingoitetaan.

Kalvossa oli laskennallisesti jopa 863 040 mahdollista johtavaa reittiä, ja mittausjärjestelmä tuotti yli 1,7 miljoonaa tietoa mittauksista. Nämä luvut kuvaavat sähköisiä mittausmahdollisuuksia, eivät miljoonia erillisiä fyysisiä antureita. Dataohjattu malli valitsi reitit, joista eri ärsykkeet voidaan tunnistaa tehokkaasti.

Lähde: Cambridgen yliopisto

Mitä kokeissa havaittiin?

Tutkijat lämmittivät kalvoa, painoivat sitä sormilla ja robottikäsivarrella, koskettivat sitä kevyesti sekä leikkasivat sitä veitsellä. Mittausten avulla koulutettu koneoppimismalli erotti vähintään kuusi ärsyketyyppiä, mukaan lukien kosketuksen, paikallisen kuumennuksen, vaurion ja useasta kohdasta tapahtuvan painamisen. Käden muotoisella anturilla osoitettiin myös kosketuksen paikannusta ja sen oman asennon arviointia.

Tekniikka ei ollut ihmisen ihoa yhtä herkkä. Tutkijat aikovat parantaa kestävyyttä ja testata anturia käytännön robottitehtävissä. Väitteitä valmiista proteesista, teollisesta käyttöönotosta tai kliinisesti palautetusta tuntoaistista ei voi tehdä tämän kokeen perusteella.

Mahdolliset sovellukset

Taipuisa anturi voisi tulevaisuudessa auttaa robottikäsien tarttumista, proteesien palautetta tai ympäristön havainnointia. Auto- ja maatalouskäyttö ovat myös mahdollisia tutkimussuuntia, mutta kussakin niistä on osoitettava erikseen tarkkuus, kulutuskestävyys ja turvallisuus todellisissa olosuhteissa. Gelatiinipohjaisen kalvon uudelleenmuotoiltavuus voi helpottaa valmistusta, mutta tutkimus ei esitä todistettua kaupallista kustannusetua.

Tutkijat ja tutkimuksen rahoitus

Tutkimuksen tekijät ovat David Hardman, Thomas George Thuruthel ja Fumiya Iida. Työhön osallistui Cambridgen yliopiston ja UCL:n tutkijoita. Cambridgen mukaan tutkimusta tukivat Samsung Global Research Outreach Program, Royal Society sekä Britannian EPSRC.

Robotiikkaan sijoittaminen

UiPath on automaatio-ohjelmistoyhtiö, eikä sen esitetä osallistuneen tähän robotti-ihotutkimukseen. Yksittäisen laboratoriotuloksen perusteella ei voi päätellä yhtiön liikevaihdon tai osakkeen kehitystä.

UiPath

Tuoreimmat UiPathin (PATH) osakeuutiset

Johtopäätös

Yksikerroksinen hydrogeeli ja sähköimpedanssitomografia osoittivat laboratoriossa, että laajalta pehmeältä pinnalta voidaan erottaa monenlaista kosketustietoa. Käyttö kestävissä, arjessa toimivissa roboteissa edellyttää vielä lisätestejä.

Lue lisää robotiikasta.

Viitattu tutkimus:

Hardman, D., Thuruthel, T. G. & Iida, F. (2025). Multimodal information structuring with single-layer soft skins and high-density electrical impedance tomography. Science Robotics. doi:10.1126/scirobotics.adq2303.