Yeni bir çalışma, insanların kumdaki hafif hareketleri algılayarak, gizli nesneleri dokunmadan hissedebildiklerini öne sürüyor. Bu beklenmedik "uzaktan dokunma" biçimi, dokunma duyusunun nasıl çalıştığına dair geleneksel fikirleri sorguluyor.

Londra Queen Mary Üniversitesi ve University College London'dan araştırmacılar, insanların daha önce bilinmeyen, uzaktan dokunma olarak bilinen bir duyusal yeteneğe sahip olduğuna dair kanıtlar ortaya çıkardı. Bu, nesnelere doğrudan temas etmeden algılama kapasitesini ifade eder ve bu beceri bazı hayvan türlerinde zaten belgelenmiştir .

İnsanlarda dokunma genellikle fiziksel temasa bağlı kısa menzilli bir duyu olarak tanımlanır. Ancak hayvan algısı üzerine yapılan çalışmalar bu varsayımı sorgulamaya başlamıştır. Kumkuşları ve yağmur kuşları da dahil olmak üzere bazı kıyı kuşları, kumun altında gömülü avlarını, çevresindeki kum tanelerinde meydana gelen ince mekanik hareketleri algılayarak bulabilirler. Uzaktan dokunma olarak bilinen bu süreç, yakındaki bir şey hareket ettiğinde tanecikli malzemeler aracılığıyla iletilen basınç ve hareketteki küçük değişiklikleri algılamaya dayanır.

İnsanların da benzer bir yeteneğe sahip olup olmadığını test etmek için araştırma ekibi, IEEE Uluslararası Gelişim ve Öğrenme Konferansı'nda (ICDL) sunulan deneyler gerçekleştirdi. Katılımcılardan, kumda gizlenmiş bir küpü bulmak için parmaklarını yavaşça hareket ettirmeleri ve ardından ona fiziksel olarak dokunmaları istendi.

Sonuçlar, insanların nesnenin varlığını önceden güvenilir bir şekilde algılayabildiğini gösterdi; bu da insanların, kuşların bu görev için kullandığı özel anatomik yapılardan yoksun olmasına rağmen, kıyı kuşlarında görülenle karşılaştırılabilir bir kapasiteye sahip olduklarını ortaya koydu.

Sonuçlar, insan ellerinin beklenenden daha hassas olduğunu gösteriyor.
Daha detaylı analizler bunun neden mümkün olduğunu ortaya koydu. Araştırmacılar, altta yatan fiziği modelleyerek insan elinin daha önce inanıldığından çok daha hassas olduğunu buldular. Katılımcılar, gömülü nesnenin neden olduğu kumdaki son derece küçük kaymaları algılayabildiler. Bu hassasiyet seviyesi, hareket eden kumun altındaki sabit bir yüzeyle karşılaştığında yönünü veya direncini ince bir şekilde değiştirdiği taneli malzemede mekanik yansımaları algılamanın teorik fiziksel sınırına yaklaşıyor.

Uzaktan dokunma testlerinde insanlar mı yoksa robotlar mı daha iyi performans gösteriyor?
Uzun Kısa Süreli Bellek (LSTM) algoritması kullanılarak eğitilmiş bir robotik dokunsal sensörün performansı ile insan performansını karşılaştırdığımızda, insanlar beklenen algılanabilir aralıkta etkileyici bir şekilde %70,7'lik bir doğruluk oranına ulaştılar. İlginç bir şekilde, robot ortalama olarak biraz daha uzak mesafelerden nesneleri algılayabiliyordu, ancak sıklıkla yanlış pozitifler üreterek genel doğruluk oranını yalnızca %40'a düşürdü.

Bu bulgular, insanların fiziksel temastan önce bir nesneyi gerçekten algılayabildiğini doğruluyor; bu, genellikle bizimle doğrudan temas eden nesnelerle ilgili olan bir duyu için şaşırtıcı bir yetenek. Hem insanlar hem de robotlar, fiziksel modeller ve yer değiştirme ile tahmin edilen maksimum hassasiyete çok yakın performans sergilediler.

Bu çalışma neden önemli?
Bu araştırma, insanların kumun içine gömülü nesneleri gerçek temas öncesinde algılayabildiğini ortaya koyarak, dokunma duyusunun ne kadar uzağa ulaşabileceğine dair anlayışımızı genişletiyor. Daha önce insanlarda belgelenmemiş bir dokunsal beceri için nicel kanıt sağlıyor.

Bulgular ayrıca yardımcı teknoloji ve robotik dokunsal algılama sistemlerinin geliştirilmesi için değerli referans noktaları sunmaktadır. İnsan algısını model alarak, mühendisler görmenin sınırlı olduğu araştırma, kazı veya arama görevleri gibi gerçek dünya uygulamaları için doğal benzeri dokunma hassasiyetini entegre eden robotik sistemler tasarlayabilirler.

Daha geniş kapsamlı sonuçları nelerdir?
Queen Mary Üniversitesi'nde Psikoloji Bölümü Kıdemli Öğretim Üyesi ve Hazırlıklı Zihinler Laboratuvarı'nın lideri olan ve insan deneylerini tasarlayan Elisabetta Versace şunları söyledi: "Uzaktan dokunmanın insanlarda ilk kez incelenmesi, canlı varlıklarda (insanlar da dahil olmak üzere) algısal dünya (yani 'alıcı alan') hakkındaki anlayışımızı değiştiriyor."

Londra Queen Mary Üniversitesi İleri Robotik Laboratuvarı'nda doktora öğrencisi olan Zhengqi Chen şunları söyledi: “Bu keşif, insan dokunsal algısını genişleten araçlar ve yardımcı teknolojiler tasarlama olasılığını açıyor. Bu bilgiler, örneğin arkeolojik eserleri hasar vermeden bulmak veya Mars toprağı veya okyanus tabanları gibi kumlu veya taneli arazileri keşfetmek gibi hassas işlemler yapabilen gelişmiş robotların geliştirilmesine katkıda bulunabilir. Daha geniş anlamda, bu araştırma, gizli veya tehlikeli keşifleri daha güvenli, daha akıllı ve daha etkili hale getiren dokunmaya dayalı sistemlerin yolunu açıyor.”

University College London'da Robotik ve Yapay Zeka alanında Doçent olan Lorenzo Jamone şunları söyledi:

“Bu araştırmayı özellikle heyecan verici kılan şey, insan ve robot çalışmalarının birbirini nasıl beslediğidir. İnsan deneyleri robotun öğrenme yaklaşımına rehberlik etti ve robotun performansı insan verilerini yorumlamak için yeni bakış açıları sağladı. Bu, psikoloji, robotik ve yapay zekanın nasıl bir araya gelebileceğinin harika bir örneğidir ve çok disiplinli iş birliğinin hem temel keşifleri hem de teknolojik yenilikleri tetikleyebileceğini göstermektedir.”

Araştırmacılar iki çalışma yürüttüler: birincisi, gömülü nesnelerden gelen dokunsal ipuçlarına karşı parmak ucu hassasiyetini değerlendiren bir insan çalışması; ikincisi ise, nesne varlığını tespit etmek için dokunsal donanıma sahip bir robotik kol ve Uzun Kısa Süreli Bellek modeli kullanan bir robotik deney.