Вчені з Кембриджу та Університетського коледжу Лондона розробили інноваційну роботизовану шкіру, здатну відчувати дотик, температуру та навіть «біль». Це технологічне рішення робить можливим появу роботів з дотиковим відчуттям, наближаючи машини до чутливості людської шкіри.
На відміну від традиційних штучних шкір для роботів, які покладаються на окремі сенсори, розподілені по поверхні, нова розробка є цілісним матеріалом — гелевим, провідним середовищем, здатним одночасно уловлювати безліч фізичних впливів: тиск, тепло, укол, поріз або відразу кілька точок контакту.
Як це працює
Основа нової шкіри — розтяжний гідрогель з високою провідністю, виготовлений на основі желатину. Він легко формується у потрібні форми та має стійкість до пошкоджень. На його поверхні сформовано понад 860 000 мікроканалів, які дозволяють реєструвати безліч параметрів навколишнього середовища. Всього 32 електроди, розміщені на зап'ясті роботизованої руки, дозволили зібрати понад 1,7 млн одиниць даних з усієї поверхні «шкіри».
Дослідники використали комбінацію фізичних експериментів та методів машинного навчання, щоб «навчити» штучну шкіру розрізняти різні типи дотиків. Експерименти включали дотики руками та механічними маніпуляторами, вплив гарячого повітря, легкі та сильні натискання, а також імітацію пошкоджень — розрізи скальпелем.
Переваги нової технології
- Мультисенсорне сприйняття в одному матеріалі (тиск, температура, пошкодження).
- Низька вартість та простота виробництва, що робить технологію придатною для масового застосування.
- Висока просторова чутливість — покриття великої поверхні з мінімальною кількістю датчиків.
- Можливість застосування в гуманоїдах, протезуванні, автомобілебудуванні, аварійно-рятувальних операціях та інших галузях.
Ближче до людини
Хоча нова електронна шкіра для роботів ще не сягає рівня чутливості людської шкіри, вона вже перевершує існуючі рішення на ринку за універсальністю та ефективністю. У майбутньому команда планує покращити зносостійкість та розширити практичне застосування технології в реальних задачах.
Дослідження опубліковано у журналі Science Robotics. Проект підтримано програмою Samsung Global Research Outreach, Королівським товариством Великої Британії та Радою з інженерних і фізичних наук (EPSRC, UKRI).