Учёные разработали многофункциональную электронную кожу для роботов
Исследователи создали новый тип электронной «кожи», способной обеспечить роботам широкий спектр тактильных ощущений. Материал, разработанный на основе желатина, может регистрировать различные воздействия — от лёгких касаний до глубоких порезов и изменений температуры.
Разработка была представлена 11 июня в научном журнале Science Robotics. Новая электронная кожа отличается от существующих аналогов использованием единого «мультимодального» датчика вместо нескольких специализированных сенсоров для разных типов воздействий.
Материал представляет собой электропроводящий гидрогель, которому можно придать практически любую форму. При оснащении специальными электродами он способен обнаруживать сигналы от сотен тысяч соединительных путей, соответствующих различным тактильным ощущениям и давлению.
Для тестирования новой разработки учёные отлили гидрогель в форме человеческой руки и оснастили его различными конфигурациями электродов. Затем материал подвергли серии испытаний: воздействовали тепловым пистолетом, протыкали пальцами и роботизированной рукой, а также разрезали скальпелем.
В ходе экспериментов исследователи собрали более 1,7 миллиона единиц информации из более чем 860 000 проводящих путей кожи. Полученные данные использовались для обучения модели машинного обучения, которая, будучи интегрированной в роботизированную систему, позволит распознавать различные типы прикосновений.
По словам соавтора исследования Томаса Джорджа Турутела, преподавателя робототехники и искусственного интеллекта в Университетском колледже Лондона, хотя разработанная кожа пока не достигла уровня человеческой, она превосходит существующие аналоги. Метод отличается гибкостью и простотой изготовления по сравнению с традиционными датчиками, а также возможностью калибровки с помощью человеческого прикосновения для различных задач.
Учёные отмечают, что новый материал имеет ряд преимуществ перед традиционными решениями, использующими силиконы или эластомеры. Он более устойчив к повреждениям, проще в изготовлении и экономически эффективен для массового производства.
Потенциальные области применения новой электронной кожи включают гуманоидных роботов, человеческие протезы, где критически важно чувство прикосновения, а также более широкое использование в автомобильной промышленности и при ликвидации последствий стихийных бедствий.
Разработка представляет собой важный шаг в развитии робототехники, где тактильные ощущения считаются следующим крупным этапом эволюции. Учёные стремятся создать машины, способные воспринимать окружающий мир и реагировать на него подобно человеку.
Источник: Live Science