Биоинженеры создали для роботов искусственную кожу с осязанием: видео

Ученые из Кембриджского университета и Университетского колледжа Лондона (UCL) разработали гибкую, недорогую и высокочувствительную роботизированную «кожу», способную распознавать касания, температуру и даже повреждения — все в одном материале. В отличие от традиционных решений, где для каждого типа сигнала нужны отдельные датчики, эта инновационная кожа работает как единый сенсор — ближе всего по принципу к человеческой. Результаты опубликованы в журнале Science Robotics. 

Зачем это нужно и что в этом инновационного

Большинство электронных скинов требуют сложной сборки: один датчик отвечает за давление, другой — за температуру, третий — за растяжение. Их сигналы часто конфликтуют между собой, а гибкие материалы быстро изнашиваются. Кембриджская разработка решает сразу несколько этих проблем:

используется один материал с одним типом сенсора, но с возможностью «мультимодального зондирования» — то есть восприятия разных воздействий (давление, тепло, разрез и т.д.) одновременно;

кожа легко формуется под любую форму, например, отливается как перчатка для роботизированной руки;

в материале более 860 000 чувствительных путей, по которым проходят сигналы — это позволяет точно распознавать множество разных видов прикосновений;

технология дешевая и надежная, что делает ее перспективной для массового применения.

Как она работает?

Основа — мягкий, эластичный и проводящий гидрогель, напоминающий желе. Его расплавляют и заливают в форму — например, руки. В процессе встраиваются электроды (в тестируемой версии — 32 на запястье), через которые поступают сигналы от множества микроскопических «путей» в коже. Система может распознать:

легкое касание;

сильное нажатие;

тепло или холод;

множественные точки касания;

повреждение — например, разрез скальпелем.

Собранные сигналы обрабатываются с помощью машинного обучения. Модель обучают определять, что означает тот или иной сигнал — например, отличать постукивание пальцем от горячей поверхности или удара.

Где это может применяться?

Протезирование — особенно важно для замены сенсорной функции конечностей.

Гуманоидные роботы, которым необходимо различать прикосновения, температуры и давление.

Автомобилестроение, где важна безопасность взаимодействия с окружающей средой.

Спасательные работы, где роботы должны «чувствовать» контакт с людьми или препятствиями.

В текущей версии чувствительность кожи уступает человеческой, но исследователи считают, что она уже превосходит все существующие аналоги. В дальнейшем команда планирует улучшить прочность материала и протестировать его в реальных условиях работы роботов.

Созданы роботизированные руки, обладающие человеческой ловкостью: видео

Созданы самовосстанавливающиеся мышцы для роботов

Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram