Människa eller robot eller lite av båda

Ett tunt tryckkänsligt material som till och med känner att en fjäril landar på dess yta var ett av de genombrott Zhenan Bao, professor vid Stanford University, berättade om under Knut och Alices Wallenbergs stiftelses jubileumssymposium vid LiU.

Målet är att efterlikna mänsklig hud, både till utseende och funktion. Hon beskrev hur de utvecklat de tryckkänsliga kretsarna, mikrostrukturer i organisk elektronik, och även hittat receptorer som efterliknar hur mänsklig hud skickar signaler till hjärnan.
Nästa steg är att göra kretsarna mer hudlika.
Zhenan Bao, professor Stanford University Foto: Thor Balkhed
– Idag kan vi göra dem mycket tunna och även helt transparenta, berättade hon.

Initiativ för kroppsnära elektronik

Material de arbetar med är töjbara ledande polymerer som gör det möjligt att bygga en mera naturlig robothand där huden är elastisk och följer handens rörelser, liksom material som är självläkande – uppstår en skada så växer materialet ihop igen så snart ändarna får kontakt med varandra.

– Vi står inför en ny era där vi för in elektroniken i våra kroppar. Den bärbara elektroniken kommer att förändra våra liv likaväl som relationen mellan oss och vår omvärld, sa Zhenan Bao.

I november 2016 tog hon också initiativ till satsningen ”Stanford wearable electronic initiatives” eftersom det här är en teknikutveckling som kräver forskning inom många olika fält, som nya material, utveckling av applikationer, systemutveckling, mjukvaruutveckling och mycket mer.

– Här behövs många olika kompetenser. Vi vill ta fram en roadmap, en plan för framtiden, inom det vi kallar elastonics, där vi även får med användarperspektivet, sa hon.

Jonpump och elektroniska rosor

Eleni Stavrinidou, forskare Laboratoriet för organisk elektronik Foto: Thor BalkhedLiU-forskarna Magnus Berggren och Eleni Stavrinidou bidrog med att beskriva de genombrott som gjorts vid Campus Norrköping när det gäller att koppla den organiska elektroniken till mänskliga nervceller.

Ett exempel av många är den lilla jonpumpen med vars hjälp forskarna lyckats stoppa smärtimpulser på råttor. En forskning med potential att både lindra kroniska smärtor och stoppa epilepsianfall innan de bryter ut. Även forskningen kring elektroniska växter presenterades. Se länkar och video nedan.

Den sociala roboten Nadine

Men robotarna blir också allt mer människolika. Det visade inte minst professor Nadia Thalmann, som delar sin tid mellan Nanyang Technological University, NTU i Singapore och universitetet i Geneve. Hon har utvecklat roboten Nadine.

– Nadine är i allt väsentligt en social robot, berättar Nadia Thalmann.

Nadine interagerar med de människor som finns intill henne. Är du vänlig mot Nadine är hon vänlig tillbaka, men Nadia Thalmann visar en sekvens där en forskare i ovänlig ton säger åt Nadine att hon är tråkig och ointressant. ”Du kan gå härifrån nu och du behöver inte komma tillbaka” svarar Nadine genast.

– Hon är bättre än Siri (Apples talsyntes), eftersom hon vet vem hon talar med.
Nadia Thalmann, professor NTU och universitetet i Genève Foto: Thor BalkhedNär hon känner igen mig frågar hon mig om min dotter, hon har minne och är engagerad i mig och det jag gör, säger Nadia Thalmann.

Men utmaningarna är många och forskargruppen förfinar henne ständigt. De experimenterar med olika typer av talsyntes och även med olika personlighetsmodeller.
Nadine måste fungera i sociala sammanhang, förstå beteenden och sociala regler, förstå känslor och svara på dem.

– Är någon ledsen ska Nadine förstå det, säger Nadia Thalmann.

Ingen är rädd för Nadine

Ännu så länge har Nadine svårt att konversera i grupp. Hon kan prata med och följa en person i taget, och kan även byta fokus från en person till en annan under ett samtal, men är det många som talar i munnen på varandra blir beslutsfattandet för svårt.

– Nadine har också svårt att vara proaktiv, säger Nadia Thalmann.

Nadine finns i dag på ArtScience Museum i Singapore där hon interagerar med besökarna.

– Ingen är rädd för Nadine, barnen som kommer till utställningen får inte nog, de vill inte gå därifrån. Jag har heller inte hört något negativt om Nadine, säger Nadia Thalmann. (Nadine till vänster och Nadia Thalmann till höger på bilden)

Forskarna arbetar nu också på en manlig robot som ska göra Nadine sällskap, kallad Charlie.

Även Nadia Thalmanns forskargrupp arbetar med nya material och materialkombinationer för att exempelvis få till en så naturlig robothand som möjligt. Nadines händer har modellerats i 3D, simulerats och skrivits ut i delar i en 3D-skrivare. Alla delarna har fogats samman så att fingrarna blir rörliga och handen är också konstruerad så att Nadine kan greppa och lyfta ett glas exempelvis.

Nadia Thalmann hoppas att robotar som Nadine ska kunna göra stor nytta i framtiden, inte minst för att pyssla om och stimulera gamla och dementa.

– I Japan är det ett starkt önskemål och inget som drivs av den tekniska utvecklingen, säger hon.

Samarbetande robotar

Patrick Doherty, professor artificiell intelligens Foto: Thor BalkhedPatrick Doherty, professor inom artificiell intelligens vid LiU, berättade i sin tur om de framsteg som gjorts inom det europeiska forskningsprojektet, Sherpa. Här handlar det om att robotar ska samarbeta både med varandra och med de människor som exempelvis deltar i en fjällräddningsinsats i Alperna.

Modellen är hämtad från hur vi människor planerar och delegerar uppgifter. Robotarna kan delegera uppgifter såväl till varandra som till människor, och tvärtom.
– Systemet har testats på Gripen och i de italienska alperna med goda resultat, säger Patrick Doherty.

Han visar också exempel på hur robotar helt autonomt ber människor om hjälp när de inte klarar att lyfta av en låda eller nå fram till en viss punkt.

Resultaten är också viktiga pusselbitar i det stora forskningsprogrammet Wallenberg Autonomous Systems and Software Program, WASP, som nu är inne på sitt andra år av tio.

Biomolekylära maskiner och visualisering

Rickard Murray, professor California Institute of Technology Foto: Monica WestmanDagen bjöd på ett stort antal föreläsare: Chris Johnson, University of Utah, beskrev framsteg inom vetenskaplig visualisering. LiU-forskarna Jonas Unger och Anders Ynnerman, Avdelningen för medie- och informationsteknik, visade framstegen och utmaningarna inom visualiseringstekniken, se videon nedan (eng). Även deras forskning är starkt kopplad till det Wallenberg-finansierade WASP-programmet.

Richard Murray, California Institute of Technology, med en bakgrund inom reglertekniken, beskrev sitt arbete med att bygga och programmera biomolekylära maskiner med hjälp av DNA och Olle Inganäs och Feng Gao, forskare vid Avdelningen för biomolekylär och organisk elektronik, LiU, beskrev framstegen för de organiska solcellerna respektive lysdioder i de nya materialen perovskiter.

Linköpings universitet sticker ut

– En dag som givit mig mycket inspiration, det är inte ofta jag som rektor kan sitta och lyssna en hel dag, men det har varit fantastiskt intressant och spännande, sa LiU:s rektor Helen Dannetun som avslutning.

Peter Wallenberg Jr Foto: Thor BalkhedÄven Peter Wallenberg Jr uttryckte sin stora uppskattning:
– Det finns några svenska universitet som sticker ut och Linköping är ett av dem. Ett relativt litet universitet där man fokuserat på några områden och gör ett storartat jobb med begränsade resurser. Jag är imponerad och fascinerad över forskning som leder till upptäckter som vi inte ens visste att vi letade efter, sa han.

Knut och Alice Wallenbergs stiftelse är en av Europas största privata forskningsfinansiärer och har genom åren finansierat forskning vid LiU för sammanlagt 1,2 miljarder kronor, varav 0,7 miljarder de senaste tio åren.

Kort video om visualiseringsteknik vid LiU:

Fotot på Nadia Thalmann och Nadine: Wikipedia/Nadia Thalmann