האם בעתיד הלא רחוק נוכל ללחוץ יד לרובוט והוא יחוש את המגע שלנו? מחקר פורץ דרך שפורסם ביוני 2025 מציב את התשובה במקום ברור: כן. עור רובוטי חדש שפותח באוניברסיטת קיימברידג’ וב- UCL מצליח לדמות תחושת מגע אנושית בדיוק חסר תקדים, ופותח את הדלת למהפכה באופן שבו מכונות אינטראקטיביות מבינות את העולם הפיזי.
חישה אנושית במערכות לא אנושיות
העור הרובוטי, המבוסס על הידרוג’ל מוליך, כולל 32 אלקטרודות זעירות המותקנות סביב “שורש כף היד” של מערכת רובוטית. החוקרים השתמשו בטכניקת Electrical Impedance ( EIT ) כדי למפות בזמן אמת שינויים בהתנגדות חשמלית הנוצרים ממגע, לחץ, חום או פציעה. בכך הם יצרו מערכת שמסוגלת לקלוט ולנתח יותר מ-860,000 נקודות חישה בו-זמנית.
טכנולוגיית EIT שפותחה לראשונה בתחומי הדימות הרפואי, מאפשרת מיפוי תלת-ממדי של התנגדות חשמלית במדיום ביולוגי או טכנולוגי. בטכנולוגיה זו מועברת זרם חשמלי חלש בין זוגות אלקטרודות, ובו זמנית נמדדים שינויים במתח בין אלקטרודות אחרות. האלגוריתם יוצר תמונה של פרופיל ההתנגדות הפנימית – אשר משתנה בהתאם למגע, לחץ או נוזלים.
“מדובר במערכת התחושה הטכנולוגית הקרובה ביותר לזו האנושית שפותחה עד כה,” אומר ד”ר תומס ת’ורוטל מאוניברסיטת קיימברידג’.
בינה מלאכותית שמזהה רגשות מגע
יתרונו המרכזי של העור החדש אינו רק ביכולות החישה הפיזיות, אלא בשילוב עם אלגוריתמים של למידת מכונה. מערכת הבינה המלאכותית לומדת לזהות הבדל בין מגע עדין, לחץ, חום קיצוני או חתך – ומצליחה לסווג במדויק סוגי מגעים שונים ברמת דיוק של כ-96%.
“הבינה לא רק רואה את הנתונים, היא מבינה את ההקשר שלהם – כמו עור אנושי שמבדיל בין ליטוף לבין פגיעה,” מסביר ד”ר דייוויד הארדמן מה-UCL.
לא רק רגישות: גם עמידות
החוקרים ערכו ניסויים בהעמדת העור בפני תנאים קשים במיוחד: חיתוכים, דקירות, חשיפה לחום גבוה ולחומרים מזיקים. המערכת המשיכה לפעול ולזהות את סוג הנזק בזמן אמת. אחד היתרונות הבולטים הוא היכולת לא רק לזהות מגע, אלא גם לאבחן את מצבו של הרובוט או הפרוטזה – כלי שיכול להפוך לחיוני בשימושים רפואיים, צבאיים ותעשייתיים.
השוואה לפיתוחים מקבילים
בהשוואה לעורות רובוטיים קודמים, הפיתוח החדש מציע יתרונות ברורים. עור סיליקון עם חיישני לחץ סטנדרטיים מסוגל לזהות מגע רק בנקודות מוגבלות, ואינו מסוגל להבחין בין סוגי מגע. לעומת זאת, העור מבוסס ה-EIT מציג יכולת זיהוי מרחבית גבוהה מאוד, קצב רענון מהיר יותר, ויכולת עיבוד עצמאית. בנוסף, רוב הפיתוחים הקיימים רגישים פחות לעיוותים מכאניים או לסביבה משתנה.
רגישות טקטילית ודמויי-עור ביולוגיים
רגישות טקטילית (Tactile Sensitivity) היא היכולת לזהות מגע פיזי ישיר – כמו לחץ, טמפרטורה, או תנועה. אצל בני אדם, זהו תהליך ביולוגי; בעור רובוטי, זו מערכת של חיישנים ואלגוריתמים שמאפשרת למכונה להבין את איכות ועוצמת המגע.
החוקרים שואפים להרחיב את השימושים של הטכנולוגיה החדשה גם מעבר לרובוטיקה. אחד הכיוונים המבטיחים הוא שימוש בעור הרובוטי לטובת סימולציות רפואיות מדויקות, דוגמת בובות אימון לרופאים שיכולות לדמות תגובות מגע מציאותיות. בנוסף, ישנו מחקר מקביל באוניברסיטת קיימברידג’ שמשלב את העור החושי עם חומרים ביולוגיים במטרה לייצר עור ביוניק לחולים עם כוויות קשות.
יישומים מגוונים: מפרוטזות ועד רובוטים תומכי חיים
הפיתוח החדש עשוי לשנות את פני הרובוטיקה האנושית בשורה של תחומים:
- רובוטים שירותיים: תפקוד בטוח לצד אנשים במרחב הציבורי, עם הבנה תחושתית של סיטואציות.
- רפואה ושיקום: פרוטזות עם משוב תחושתי שיאפשרו לנכים לחוש שוב. תחום זה מכונה גם “רפואה רסטורטיבית”.
- תעשייה ובטיחות: רובוטים שיכולים לחוש חריגה בטמפרטורה או לחץ תוך כדי עבודה, ולמנוע תאונות בזמן אמת.
- רובוטים ללמידה וטיפול בילדים: אינטראקציה עשירה ובטוחה יותר, עם זיהוי של תחושות פיזיות ורגשיות כאחד.
- יישומים צבאיים: זיהוי פציעות או נזקים ברובוטים בשטח, והתאמת התגובה בשטח בזמן אמת.
קרדיט: The University of Cambridge
מבט לעתיד: אינטראקציה אנושית ומערכות מבוססות AI
השלב הבא בפיתוח עורות רובוטיים חושיים צפוי לכלול חיבורים מתקדמים לבינה מלאכותית גנרטיבית ולמערכות ניתוח רגש. עם התקדמות אלגוריתמי הבינה, יוכלו מערכות רובוטיות לא רק לזהות מגע, אלא לפרש אותו כחלק ממערכת רגשית ואינטראקטיבית. שילוב כזה יאפשר יצירת חוויות משתמש חדשניות – ממדריכים רובוטיים אינטראקטיביים במוזיאונים ועד רובוטים טיפוליים לקשישים שמזהים מגע תומך.
בנוסף, עולם ה-Metaverse והמציאות הרבודה עשוי להרוויח מטכנולוגיות אלו דרך התקנים לבישים שידמו תחושות מציאותיות בזמן אינטראקציה עם סביבות וירטואליות. עור רובוטי חושי יהפוך לתשתית קריטית בפיתוח ממשקי אדם-מכונה בדור הבא של חוויות אינטראקטיביות.
שלב הבא: אלחוטיות, יציבות וייצור המוני
לצד ההצלחה המחקרית, עומדים כעת האתגרים ההנדסיים של ייצור מסחרי. בין היתר, על החוקרים לשפר את עמידות העור בתנאים חיצוניים (יובש, קרינת UV), לאפשר תקשורת אלחוטית עם מעבדים חיצוניים, ולהתאים את המערכת לייצור בקנה מידה תעשייתי.
מעבדות קיימברידג’ אף החלו בבדיקות אינטגרציה עם מערכות רובוטיות קיימות, ובוחנות שימושים עתידיים גם ברכבים אוטונומיים, תחום שדורש חיישנים מתקדמים במיוחד לזיהוי אובייקטים וחום אנושי. מחקרים נוספים נעשים לבחינת היתכנות של טכנולוגיה זו באסטרונאוטיקה ובציוד חלל.
“אנחנו מתקרבים ליום שבו לרובוט יהיה עור – לא רק כדי לפעול, אלא כדי להרגיש ולתת מענה רגשי וטכנולוגי שלם,” מסכם ד”ר ת’ורוטל.
קרדיטים:
- מאמרים מדעיים: Science Robotics, יוני 2025
- מקורות מדעיים: UCL, Cambridge Robotics Lab, ISPR.info, ScienceDaily, Earth.com, LiveScience
- תרגום ועריכה: מערכת ניו-טק
למידע נוסף: https://www.cam.ac.uk/stories/robotic-skin
