Viimeaikaiset läpimurrot elektronisen ihon (e-iho) teknologiassa muuttavat nopeasti tapaa, jolla robotit vuorovaikuttavat ympäristönsä kanssa, tuoden koneet lähemmäs ihmismäisiä aistimiskykyjä kuin koskaan aiemmin.
Cambridgen yliopiston ja University College Londonin tutkijat ovat hiljattain esitelleet uraauurtavan robottinahan, joka on valmistettu joustavasta ja edullisesta geelimateriaalista ja kykenee havaitsemaan useita kosketuksen muotoja samanaikaisesti. Toisin kuin perinteiset robottinahkaratkaisut, jotka vaativat eri anturit eri ärsykkeille, tämä yksikerroksinen materiaali tunnistaa paineen, lämpötilan, kivun ja useita kosketuspisteitä yhtä aikaa.
"Emme ole vielä saavuttaneet ihmisihoa vastaavaa tasoa, mutta uskomme, että tämä on tällä hetkellä paras olemassa oleva ratkaisu", selittää tohtori Thomas George Thuruthel, Science Robotics -lehdessä julkaistun tutkimuksen toinen kirjoittaja. Teknologia hyödyntää sähköistä impedanssitomografiaa luodakseen yli 860 000 johtavaa reittiä hydrogeelikalvon läpi, mikä mahdollistaa ennennäkemättömän herkkyyden.
Samaan aikaan saksalaiset tutkijat Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorfista ovat kehittäneet elektronisen ihon, joka kykenee havaitsemaan ja seuraamaan magneettikentän muutoksia, mahdollistaen kosketuksettomat vuorovaikutukset. Heidän järjestelmänsä yhdistää jättimäisen magnetovastuksen ja sähköisen resistanssitomografian, tuottaen reaaliaikaista magneettikentän kartoitusta yhden millimetrin tarkkuudella.
Nämä edistysaskeleet vastaavat robotiikan perustavanlaatuiseen haasteeseen: ihon kaltaisen rajapinnan puutteeseen, joka kykenee aistimaan ja reagoimaan hienovaraisiin ärsykkeisiin. Ilman tällaista palautetta tehtävät, jotka vaativat tarkkuutta – kuten herkkien esineiden käsittely – ovat vaikeita jopa edistyneimmille koneille.
Sovellukset ulottuvat paljon pidemmälle kuin perusrobotiikka. Terveydenhuollossa elektronisia iholaastareita käytetään elintoimintojen jatkuvaan seurantaan, diabeteksen hallintaan ja sydän- ja verisuoniterveyden tarkkailuun. Tokion yliopiston tutkijat ovat jopa onnistuneet liittämään keinotekoista ihokudosta humanoidirobotteihin, mikä voi mahdollistaa lisääntyneen liikkuvuuden, itsensä parantamisen ja entistä elävämmän ulkonäön.
Markkinat heijastavat tätä teknologista kehitystä. Grand View Researchin mukaan elektronisen ihon maailmanlaajuisen markkinan arvo oli noin 10,9 miljardia dollaria vuonna 2024 ja sen odotetaan kasvavan 23 prosentin vuotuisella kasvuvauhdilla 37,1 miljardiin dollariin vuoteen 2030 mennessä. Pohjois-Amerikka hallitsee tällä hetkellä markkinoita 37,2 prosentin osuudella, mutta Aasian ja Tyynenmeren alue kasvaa nopeimmin robotiikkaan ja tekoälyyn tehtävien investointien ansiosta.
Elektroaktiiviset polymeerit muodostavat suurimman komponenttisegmentin noin 30 prosentin markkinaosuudella, sillä niiden kyky muuttaa muotoaan tai kokoaan sähköjännitteen vaikutuksesta tekee niistä ihanteellisia joustaviin ja reagoiviin sovelluksiin.
Teknologian kehittyessä nämä innovaatiot lupaavat mullistaa ihmisen ja koneen rajapinnat useilla sektoreilla. Proteeseista, jotka tarjoavat käyttäjilleen tuntoaistin, robotteihin, jotka voivat turvallisesti toimia ihmisten kanssa terveydenhuollossa ja teollisuudessa – elektroninen iho on muuttamassa perusteellisesti tapaamme olla vuorovaikutuksessa koneiden kanssa.
"Jos pystymme kehittämään materiaaleja, jotka kykenevät itsenäisesti havaitsemaan vaurioita ja käynnistämään itsensä korjaavia mekanismeja, se olisi todella mullistavaa", toteaa eräs itsensä parantavaa robottinahkaa kehittävä tutkija Nebraskan yliopistosta Lincolnessa.
Materiaalitieteen, anturiteknologian ja tekoälyn jatkuvien edistysaskeleiden myötä ihmisen ja robottien aistimiskykyjen välinen kuilu kapenee, tuoden meidät lähemmäs tulevaisuutta, jossa koneet eivät pelkästään näe ja kuule maailmaa – vaan myös tuntevat sen.