Tækni

HITTU HERMIVÉLMENNI ÞITT

Ímyndaðu þér vélmenni sem lítur út eins og þú og afritar allt sem þú gerir af nákvæmni. Það getur nú orðið að veruleika þökk sé ofurnæmum skynjurum og skarpri gervigreind. Þitt eintak ræður við nánast öll verkefni – og getur jafnvel gefið ömmu þinni hlýtt faðmlag.

BIRT: 19/09/2024

Beomni stráir klípu af salti í eggjablönduna með annarri hendi á meðan hann þeytir með hinni. Svo saxar hann papriku og bætir við mjólk.

 

Beomni þarf ekki að borða eggjakökuna sjálfur, því hann hefur engan munn. Augun eru myndavélar og handleggirnir úr málmi. Hann er hermivélmenni sem gerir nákvæmlega það sem þú gerir.

 

Í mörg ár hafa vélmennaverkfræðingar unnið að því að búa til vélmenni sem er alveg eins og þú og þökk sé margs konar nýrri tækni eru tvö heil rannsóknarteymi nálægt því að takast það – annað við háskólann í Bonn í Þýskalandi og hitt við háskólann í Tókýó í Japan. Teymin hafa hvort um sig búið til lipur og líflík vélmenni sem líkja eftir manneskjunum sem stjórna þeim af sláandi nákvæmni.

 

Í framtíðinni geta nýju hermivélmennin bæði farið í vinnuna þegar þú ert veik/ur, haldið í höndina á ömmu á hjúkrunarheimilinu og bjargað mannslífum eftir náttúruhamfarir.

 

Snilldin á bak við hermivélmennin er nálægt því að afrita það sem sérfræðingar hafa alltaf haldið að væri ómögulegt: mannkynið sjálft.

 

Skynjarar vekja hermivélmenni til lífsins

Hermivélmenni er eftirlíking af einstaklingi sem er ekki líkamlega til staðar. Það getur verið hreyfimynd á samfélagsmiðlum eða í tölvuleikjum en vélmenni getur líka verið líkamleg framsetning – vélmennaafrit.

 

Eftirlíkingar af mönnum hafa í áratugi verið erfiðar í notkun vegna þess að þær skorti skynfærin og lipurð til að líkja eftir manneskjunum sem stjórnuðu þeim en verkfræðingar eru nú að sigrast á þessum tveimur áskorunum með hjálp tveggja tæknibyltinga: skynjara og hreyfistýringar.

 

Í dag geta skynjarar umbreytt upplýsingum frá umheiminum í gögn og sent skipanir fram og til baka á nokkrum hundruðustu úr sekúndu.

 

Nýju skynjararnir geta einnig mælt ýmislegt eins og fjarlægð, hitastig, halla og snúning – og auðvitað snertingu.

Árið 2021 tók hermivélmennið iCub3 þátt í listsýningunni Biennale í Feneyjum, þar sem því var fjarstýrt af stjórnanda sem var í 300 kílómetra fjarlægð.

Ýmislegt af þessari skynjaratækninni hefur verið þróuð fyrir snjallsíma og spjaldtölvur. Þetta á meðal annars við um svokallaða rafrýmdarskynjun sem er aðaltæknin á bak við snertiskjái.

 

Snertiskjár samanstendur af tveimur glerplötum, þar sem bakhlið þeirrar efri er þakin leiðandi efni sem getur geymt vægan straum. Þegar fingur snertir skjáinn mun eitthvað af rafhleðslu frá skjánum flytjast yfir á fingurinn og valda breytingu á rafsviðinu sem skynjarar geta greint.

 

Sama tækni er í dag notuð í höndum vélmenna svo þau geti skráð snertingu og þrýsting frá umhverfinu. Þessar upplýsingar eru samstundis sendar í búnað stjórnandans sem til dæmis notar örsmáa mótora til að þrýsta létt á hendurnar.

 

Samhliða þróun skynjara hafa vísindamenn búið til tölvuforrit svo vélmennið geti hreyft sig lipurlega eins og maður. Það er einkum gervigreind sem gerir þetta mögulegt.

 

Í stuttu máli sagt geta gervigreindarvélmenni lært að hreyfa sig af nákvæmni. Stjórntölva vélmennisins tekur ekki aðeins á móti upplýsingum frá manni og breytir þeim í hreyfingar. Í grófum dráttum aðlagar tölvan upplýsingarnar stöðugt og breytir þeim í skipanir sem eru sendar til mótora í liðamótum vélmennisins.

 

Þannig verður hver hreyfing vélmennisins að sífellt nákvæmari og eðlilegri eftirlíkingu af hreyfingum manneskju.

Nú berast fréttir af róbótum, sem hafa öðlast meðvitund – og sex róbótafyrirtæki vara við því að nota sköpunarverk sín til að skaða aðra. En af hverju kemur þessi tilkynning – og ættum við að vera hrædd? Svarið er ekki einfalt.

Vísindamenn eru meira að segja að útbúa vélmenni með gerð hugbúnaðar sem kallast miðlægur mynsturgreinir (CPG) sem líkir eftir tilhneigingu okkar til að hreyfa okkur taktfast, til dæmis þegar við göngum, öndum eða tyggjum. Þökk sé þessum hugbúnaði getur vélmenni spáð fyrir um næstu hreyfingu sem við munum gera.

 

Hin öra þróun í skynjurum og hreyfitækni hefur leitt til jafn örrar þróunar í vélmennum.

 

Hermivélmenni fær skilningarvit

Vélmenni er stjórnað af manni – stjórnanda. Hann getur stjórnað vélmenni sínu á marga vegu – til dæmis með því að klæðast hanska, fótabúnaði eða alklæðnaði með skynjurum sem senda gögn um hreyfingar líkamans til vélmennisins.

 

Eitt athygglisverðasta nýja vélmennið sem byggir á tækniþróun síðustu ára er hinn japanski TELESAR. Vélmenninu er stjórnað með blöndu af VR heyrnartólum, næmum hönskum og myndavélum sem taka upp stjórnandann.

Hermivélmenni afritar þig með fjórum aðferðum

Vélmenni geta í dag afritað hreyfingar manns með mikilli nákvæmni og hraða. Japanska vélmennið TELESAR notar ferns konar nýja tækni til að herma eftir þér eins nákvæmlega og mögulegt er.

1. Hermivélmenni sér í þrívídd með myndavélum

Vélmennið „sér“ með tveimur myndavélum sem líkja eftir hæfni augna okkar til að sjá í þrívídd. Myndavélarnar taka upp hvor frá sínu sjónarhorni í víðmynd, þannig að allt sjónsviðið er dekkað. Mismunandi sjónarhorn gefa myndinni dýpt.

2. Mjúkar hreyfingar eru teknar upp

Vélmennið framkvæmir liprar, mennskar hreyfingar með hjálp gagna sem send eru stöðugt frá átta myndavélum í kringum þann sem stjórnar því. Myndavélarnar taka upp öll viðbrögð líkama stjórnandans.

3. Hendur öðlast hreyfifærni í gegnum línur

Hermivélmennið færir hendurnar fram hjá myndavélum í höfðinu sem mæla hornið og fjarlægðina niður að þumalfingri stjórnandans sem og hornið og fjarlægð línanna fjögurra frá þumalfingri til annarra fingra handarinnar.

4. Hermivélmennið fær „tilfinningu“ með skynjurum

Stjórnandinn getur skynjað eiginleika hlutar, eins og hart/mjúkt og þurrt/blautt með því að nota mótora og kæli-/hitaskynjara í hanskanum. Upplýsingar koma frá skynjurum í höndum vélmennisins sem mæla þrýsting, hitastig og titring.

Hermivélmenni afritar þig með fjórum aðferðum

Vélmenni geta í dag afritað hreyfingar manns með mikilli nákvæmni og hraða. Japanska vélmennið TELESAR notar ferns konar nýja tækni til að herma eftir þér eins nákvæmlega og mögulegt er.

1. Hermivélmenni sér í þrívídd með myndavélum

Vélmennið „sér“ með tveimur myndavélum sem líkja eftir hæfni augna okkar til að sjá í þrívídd. Myndavélarnar taka upp hvor frá sínu sjónarhorni í víðmynd, þannig að allt sjónsviðið er dekkað. Mismunandi sjónarhorn gefa myndinni dýpt.

2. Mjúkar hreyfingar eru teknar upp

Vélmennið framkvæmir liprar, mennskar hreyfingar með hjálp gagna sem send eru stöðugt frá átta myndavélum í kringum þann sem stjórnar því. Myndavélarnar taka upp öll viðbrögð líkama stjórnandans.

3. Hendur öðlast hreyfifærni í gegnum línur

Hermivélmennið færir hendurnar fram hjá myndavélum í höfðinu sem mæla hornið og fjarlægðina niður að þumalfingri stjórnandans sem og hornið og fjarlægð línanna fjögurra frá þumalfingri til annarra fingra handarinnar.

4. Hermivélmennið fær „tilfinningu“ með skynjurum

Stjórnandinn getur skynjað eiginleika hlutar, eins og hart/mjúkt og þurrt/blautt með því að nota mótora og kæli-/hitaskynjara í hanskanum. Upplýsingar koma frá skynjurum í höndum vélmennisins sem mæla þrýsting, hitastig og titring.

En hermivélmenni er ekki bara hægt að stjórna með meiri og nákvæmari hætti.

 

Þau eru líka farin að líkjast meir og meir mönnunum sem stjórna þeim.

 

Hermivélmenni búa til andlit

Í marga áratugi hafa vísindamenn talað um hvernig vélmenni geta tekið yfir hagnýt, líkamlega erfið og hættuleg verkefni af okkur mönnum, svo að við getum í staðinn eytt meiri tíma í skapandi vinnu sem og mannlega nærveru.

 

En vélmennin eru farin að líkjast okkur meira og meira. Gervigreind í dag framleiðir list – og hermivélmenni eru skref fyrir skref að komast nær því að virðast mannleg með öllu sem því fylgir varðandi líkamstjáningu og persónuleika.

Gervigreind tekur daglega ótal ákvarðanir fyrir okkur. Nú eru vísindamenn tilbúnir með tækni sem gerir henni kleift að greina á milli góðs og ills. Kannski getur gervigreind framtíðar jafnvel verið siðferðilegur ofjarl okkar mannanna.

Sum hermivélmenni verða „mannleg“ með því að nota skjá sem sýnir hreyfimynd af andliti stjórnanda þess sem annars er venjulega falið á bak við VR heyrnartól.

 

Þetta á til dæmis við um hinn þýska NimbRo sem árið 2022 vann hermivélmennakeppnina XPrize í Kaliforníu.

Vélmennið NimbRo sýnir andlit stjórnandans á skjá og hefur fínhreyfingar til að höndla til dæmis skák og að laga kaffi.

NimbRo vann vegna getu sinnar til að framkvæma flókin verkefni eins og að laga kaffi og tefla á meðan stjórnandinn talaði við andstæðinginn í gegnum hann.

 

Önnur hermivélmenni eru útbúin „gervihúð“, svo þau geta til dæmis gefið heimilismanni á hjúkrunarheimilinu faðmlag sem virkar raunverulegt og á sama tíma „upplifir“ stjórnandinn snertinguna úr langri fjarlægð með hjálp hundruða skynjara sem eru innbyggðir í „húð“ hermivélmennisins þegar viðkomandi snertir það.

Vísindamenn gefa hermivélmennum mannslíkama

Bilið milli manns og vélar minnkar. Hermivélmennin geta nú til dæmis kiprað augun í sterkri birtu og tjáð flóknar tilfinningar með svipbrigðum.

1. Sýndarhúð finnur fyrir þrýstingi

Vísindamenn við háskólann í Glasgow hafa búið til vélmennishúð með því að setja net skynjara í mjúkt plast. Spennan í hverjum skynjara eykst við þrýsting og þannig er bæði yfirborð húðarinnar og snertiskyn afritað.

2. Hermivélmenni tjáir sig með svipbrigðum

Vísindamenn hafa þróað mótora sem virka sem gervivöðvar sem þrýsta og toga í mjúkt efni þannig að vélmennið sýnir svipbrigði. Það getur til dæmis lyft augabrúnunum eða opnað aðra hlið munnsins í skakkt bros.

3. Augun bregðast við birtu og tilfinningum

Skoskir vísindamenn hafa þróað augu þar sem lithimnan er gerð úr þrívíddarprentuðu gelatíni. Augun eru með „augasteina“ í formi ops fyrir myndavél og ljósnema. Mótorar úr sílikoni stækka eða draga saman opið eftir ljósmagni.

Það er jafnvel hægt að hanna gervihúð þannig að hermivélmennið læri viðbragð eins og að kippa að sér hendinni við skyndilegan, harðan þrýsting – eins og þegar maður rekst í oddhvassan hlut.

 

Og eftir því sem hermivélmenni verða mannlegri geta þau leyst fleiri og fleiri verkefni fyrir okkar hönd. Þau geta jafnvel unnið gegn einmanaleika – og bjargað mannslífum.

 

Afritaðu faðmlög úr fjarlægð

Hermivélmenni „vinna“ nú þegar á nokkrum stöðum í samfélaginu. Norska EVE, til dæmis, starfar nú þegar sem öryggisvörður í Flórída í Bandaríkjunum.

 

Og hermivélmenni hafa þegar sannað gildi sitt sem fjarstýrðir staðgenglar skurðlækna sem geta þannig hjálpað sjúklingum sem þeir geta ekki framkvæmt aðgerðir á á staðnum.

Spjallmenni á borð við ChatGPT eru vel þjálfuð í að skrifa, halda uppi samræðum og greina mynstur. Þess vegna getur gervigreindin valdið byltingu á mörgum sviðum. En er þitt starf í hættu?

Brátt getum við séð hermivélmenni bjarga mannslífum eftir náttúruhamfarir. Það er til dæmis eitt af þeim verkefnum sem félagið á bak við hermivélmennið Beomni ætlar því.

 

En hermivélmennin geta líka hjálpað til við að uppfylla félagslegar þarfir. Á kaffihúsinu Dawn í Tókýó er kaffið útbúið og framreitt af hermivélmennum sem kallast OriHime. Þeim er stjórnað af hópi stjórnenda sem á einn eða annan hátt eiga erfitt með að hreyfa sig utan heimilis síns – til dæmis vegna vöðvakvilla.

 

Með því að nota iPad geta þeir keyrt um kaffihúsið í gegnum vélmennin og átt samskipti við gestina.

Mér finnst eins og líf mitt hafi öðlast merkingu og að því hafi ekki verið eytt til einskis.
SHOTA KUWAHARA, VÉLMENNASTJÓRNANDI MEÐ VÖÐVASJÚKDÓM Á CAFE DAWN Í TOKYO

Hermivélmennin geta líka skipt miklu máli fyrir sjúklinga á sjúkrahúsum. Til dæmis geta þau hjálpað sjúkum að mæta í fjölskylduveislur eða lesið sögur fyrir börnin sín og knúsað þau. Og öfugt, fjölskyldumeðlimir geta heimsótt ættingja sína í gegnum hermivélmenni, jafnvel þótt þeir séu of langt í burtu til að vera í raun á staðnum.

 

Hermivélmenni verður jafnvel fljótlega hægt að stjórna nákvæmlega úr svo mikilli fjarlægð að þeim er ætlað hlutverk geimfara.

 

Fyrirtækið á bak við Beomni hefur gert tilraunir með Beomni á fleygbogaflugi sem líkir eftir þyngdarleysi. Stefnt er að því að fjarstýrðir Beomniar verði sendir í geimferðir og hjálpi mannkyninu að koma sér upp bækistöð á tunglinu.

 

Liprar og svipmiklar hermivélmennaeftirlíkingar af mönnum hafa verið á teikniborði verkfræðinga í áratugi en nú hafa tækniframfarir blásið lífi í þær.

 

Þess vegna gætu hermivélmenni brátt umbreytt hversdagslífi okkar. Eins og vélmennafyrirtækið Devanthro skrifar á vefsíðu sína: „Þú GETUR verið á tveimur stöðum í einu.“

HÖFUNDUR: Stine Overbye

© IIT – Istituto Italiano di Tecnologia, Susumu Taachi/The University of Tokyo,© NimbRo Avatar/Autonomous Intelligent Systems/University of Bonn,© Shutterstock,© Claus Lunau,

Náttúran

Bakteríur örva ilminn af sumarregni

Alheimurinn

NASA uppgötvar dularfullan hlut sem er 27.000 sinnum stærri en jörðin – hreyfist á 1,6 milljón km/klst.

Maðurinn

Lyktin afhjúpar öll þín leyndarmál: Lyktin er hið nýja fingrafar

Tækni

Líkami þinn er orkuver

Jörðin

Myndast skýstrókar í Norður-Evrópu?

Lifandi Saga

Hver var fyrsti þekkti guðinn?

Lifandi Saga

Hvenær fórum við að kyssast?

Maðurinn

Hvers vegna verður maður þreyttur eftir að hafa borðað?

Lifandi Saga

Hvers vegna eru til herra- og kvenreiðhjól?

Maðurinn

Lítið en mikilvægt atriði í uppeldinu getur haft mikil áhrif seinna á lífsleiðinni

Heilsa

Sérfræðingar í sykursýki: Jafnvel lítið magn af þessari tegund matar getur aukið hættuna um 15 prósent.

Maðurinn

Þú ert tveimur sekúndum frá því að springa úr reiði

ÁSKRIFT AÐ VÍSINDI.IS

Prófaðu í 14 daga ókeypis!

  • Fullur aðgangur að vefnum okkar með rúmlega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Lifandi vísindi/Lifandi saga í rafrænni útgáfu á vefnum,
  • Aðeins 1.790 krónur á mánuði.
  • Engin skuldbinding – Þú getur hætt hvenær sem er.

ÁSKRIFT AÐ TÍMARITINU

Þrjú tölublöð + gjöf: Skemmtilegur sjónauki
  • Þrjú næstu tölublöð Lifandi vísinda/Lifandi sögu – sent heim til þín – eins færðu lítinn og vandaðan sjónauka að gjöf.
  • Fullur aðgangur að vefnum okkar – visindi.is – með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Spennandi greinar og flottar myndir sem svala forvitni þinni.
  • Þú getur hætt eftir tilboðið en ef þú heldur áfram skuldbindur þú þig aðeins þrjú tölublöð í einu og þú getur sagt upp hvenær sem sem og klárar þá tímabilið sem er hafið.
  • Venjuleg áskrift – þrjú tölublöð – kostar aðeins 7.590 kr

Sjónauki og þriggja blaða áskrift – Alls 3.800 kr.

Lifandi vísindi

Lyf

Lifandi saga

Search

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Innskráning

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Viltu lesa greinina?

Fáðu aðgang að visindi.is

Ókeypis í 2 vikur!

Eftir það kostar eingöngu 1.790 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Núverandi áskrifendur að tímaritinu fá að sjálfsögðu ókeypis aðgang að vefnum og þurfa bara að virkja aðgang sinn hér.

Ef þú ert þegar áskrifandi að visindi.is