Jak działa zdalny dotyk?
Na czym polega ten fenomen? Mechanizm sprowadza się do odczytywania subtelnych zmian w ruchu i ciśnieniu przenoszonych przez materiał ziarnisty, taki jak piasek. Kiedy przesuwamy dłoń tuż nad powierzchnią, ziarenka napotykając na ukryty przedmiot, minimalnie zmieniają swój tor lub stawiają niewielki opór. Te mikroskopijne perturbacje są wychwytywane przez niezwykle czułe opuszki naszych palców, zanim w ogóle dojdzie do fizycznego kontaktu z obiektem. W eksperymencie wzięło udział dwanaście osób, które miały za zadanie wykryć obecność przedmiotów schowanych w piasku. Wyniki były zaskakujące: uczestnicy potrafili z dużą niezawodnością wyczuć, że coś jest pod spodem. Co ciekawe, czułość ludzkiej dłoni w tej dziedzinie okazała się zbliżona do teoretycznego fizycznego limitu detekcji w materiale sypkim. Badacze podejrzewają, iż takie dotykowe „pole” może sięgać nawet kilku centymetrów od dłoni.
Czytaj też: Jak zadbać o mózg w każdym wieku? Sen, ruch, dieta i nauka w świetle neurobiologii
To pierwszy raz, kiedy zdalny dotyk został przebadany u ludzi i zmienia to naszą koncepcję świata percepcyjnego u istot żywych, w tym ludzi – wyjaśnia Elisabetta Versace z Queen Mary University of London
Ludzie kontra roboty
Ciekawość naukowców poszła dalej. Postanowili sprawdzić, jak z naszym nowo odkrytym zmysłem poradzi sobie sztuczna inteligencja. Skonstruowali robota z czujnikiem dotykowym, którego „nauczono” za pomocą zaawansowanego algorytmu LSTM, czyli tzw. długiej pamięci krótkoterminowej. Porównanie nie pozostawiało wątpliwości: ludzie osiągnęli precyzję na poziomie 70,7% w przewidywanym zakresie, podczas gdy maszyna zdołała uzyskać jedynie 40%. Robot, choć teoretycznie mógł „sięgać” nieco dalej, często się mylił, generując fałszywe alarmy. Ludzki mózg okazał się mistrzem w odsiewaniu istotnych sygnałów od szumu tła.
Eksperymenty na ludziach kierowały podejściem uczenia się robota, a wydajność robota dostarczyła nowych perspektyw do interpretacji danych ludzkich. To wspaniały przykład tego, jak psychologia, robotyka i sztuczna inteligencja mogą się połączyć – dodaje Lorenzo Jamone z Queen Mary University of London
Od archeologii po Marsa, czyli gdzie to się może przydać
Potencjalne zastosowania tego odkrycia są szerokie i mogą dotyczyć między innymi archeologów, którzy zamiast ryzykownie kopać w poszukiwaniu artefaktów, mogliby delikatnie „skanować” teren dłonią lub specjalnym urządzeniem, lokalizując zabytki bez ryzyka ich uszkodzenia. W ratownictwie, systemy inspirowane tą zdolnością pomogłyby w bezpieczniejszej eksploracji zawalonych budynków czy lawin, gdzie każda minuta jest na wagę złota.
Czytaj też: 82% sześciolatków ma próchnicę. Ten plan rozbraja ją krok po kroku
Odkrycie otwiera możliwości projektowania narzędzi i technologii wspomagających, które rozszerzają ludzką percepcję dotykową. Te spostrzeżenia mogą posłużyć do opracowania zaawansowanych robotów zdolnych do delikatnych operacji, na przykład eksploracji piaszczystych czy ziarnistych terenów, takich jak gleba marsjańska czy dna oceanów – podsumowuje Zhengqi Chen z Queen Mary University of London
To dopiero początek drogi. Wizje łazików marsjańskich, które z niebywałą precyzją badają grunt Czerwonej Planety, czy podwodnych robotów mapujących ukryte struktury na dnie oceanu, przestają być wyłącznie fantastyką. Ale realizacja tych pomysłów będzie rzecz jasna wymagała czasu, pieniędzy i dalszych badań.