Изследователски екип разработи нов тип електронна дермална система, способна да придаде на роботизирани системи тактилна чувствителност, включително възприятие за натиск, убождане, температурни колебания и дори усещане за наръгване с нож.
Според авторите, електронната кожа има потенциал за внедряване в антропоморфни роботи и напреднали протезни системи, където сензорното възприятие е от критично значение.
Възможно е технологията да намери и по-широко приложение, например в автомобилната индустрия и в областта на спасителните операции. Резултатите са публикувани в списание Science Robotics.
Тактилната сензорика се очертава като следващата голяма крачка в развитието на роботиката. Учените се стремят да създадат машини, способни да реагират на външния свят с чувствителност, наподобяваща човешката.
Новосъздадената електронна кожа прилага единен тип мултимодален сензор, способен да регистрира различни категории външни въздействия, включително тактилен контакт, температурни промени и структурни увреждания.
Сензорният материал се базира на желатиново-проводима матрица, отличаваща се с гъвкавост и капацитет за формообразуване. При използване на специализирани електроди, материалът регистрира сигнали, идващи от стотици хиляди комуникационни канали, съответстващи на различни типове механорецептивни стимули.
Конвенционалните електронни дермални системи осъществяват трансдукция на физически стимули — като механичен натиск или температурни колебания — в електрически сигнали. В повечето случаи обаче е необходимо използването на отделни сензорни модули за различните типове възприятие: отделен сензор за натиск, отделен за температура и т.н.
Изследователите отбелязват, че тези многокомпонентни системи страдат от проблеми с интерференцията между отделните сигнали. Освен това, материалите, използвани за вграждане на сензорите — обикновено меки силиконови полимери или еластомери — са механично уязвими и лесно се повреждат.
С цел експериментално валидиране на изкуствената тъкан, учените разтопили хидрогелов композит на основата на желатин, характеризиращ се с еластичност и електропроводимост, след което го формовали във вид на човешка ръка. Те приложили разнообразни електродни конфигурации, с цел да определят коя от тях осигурява най-точна и богата сензорна информация при механично взаимодействие. Конструкцията била подложена на серия от експериментални натоварвания. Тестовете включвали прилагане на топлина посредством термопистолет, механично дразнене чрез пръсти и роботизирана ръка, както и разрези със скалпел — симулиращи различни видове физическо въздействие.
Изследователите съобщават, че са събрали над 1,7 милиона информационни единици от повече от 860 000 електропроводими канала в новата синтетична кожа. На базата на тези данни те обучили модел с изкуствен интелект, който, ако бъде включен в робот, може да му позволи да различава различни типове допир, пише Live Science.
„Все още не сме достигнали нивото, при което роботизираната кожа може да се сравнява с човешката, но смятаме, че е по-добра от всичко, съществуващо до момента“, заявява в официално изявление д-р Томас Джордж Турутел, преподавател по роботика и изкуствен интелект в University College London (UCL).
&format=webp)
&format=webp)
&format=webp)
)
)
)
&format=webp)
&format=webp)
&format=webp)
&format=webp)
,fit(1280:720)&format=webp)
,fit(1280:720)&format=webp)
&format=webp)
&format=webp)
&format=webp)
,fit(1280:720)&format=webp)
&format=webp)
&format=webp)
&format=webp)
,fit(1280:720)&format=webp)
&format=webp)
&format=webp)
&format=webp)