Відчути світ як людина: роботи отримають унікальну штучну шкіру

Вчені розробили новий тип електронної «шкіри», яка може надати роботам здатність «відчувати» різні тактильні відчуття, подібні до людських. Цей інноваційний матеріал виготовлений з електропровідного матеріалу на основі желатину, який можна формувати у різні об’єкти. Коли матеріал оснащується спеціальним типом електродів, він здатний виявляти сигнали від сотень тисяч сполучних шляхів, що відповідають різним тактильним та тисковим відчуттям.

Про це пише Live Science.

Новий крок у тактильному сприйнятті світу роботами

За словами вчених, цей матеріал може бути використаний у гуманоїдних роботах або людських протезах, де відчуття дотику є життєво важливим. Крім того, він має ширше застосування в автомобільному секторі та в ліквідації наслідків катастроф.

Тактильне сприйняття стало наступним великим етапом для робототехніки, оскільки вчені прагнуть створювати машини, які зможуть реагувати на світ подібно до людської чутливості.

Електронні «шкіри» зазвичай працюють шляхом перетворення фізичної інформації — наприклад, тиску або температури — в електронні сигнали. У більшості випадків для різних типів відчуттів потрібні різні типи датчиків: один для виявлення тиску, інший для виявлення температури тощо. Однак сигнали від цих різних датчиків можуть створювати взаємні перешкоди, а матеріали, в які вони вбудовані (традиційно м’які силікони або еластичні гумові матеріали, що називаються еластомерами), легко пошкоджуються, зазначили вчені.

Універсальність та міцність нової «шкіри»

Ця нова електронна «шкіра» використовує єдиний тип «мультимодального» датчика, який здатний виявляти різні типи подразників, такі як дотик, температура та пошкодження. Хоча надійно відокремити та точно визначити причину кожного сигналу все ще складно, мультимодальні сенсорні матеріали легше виготовляти та вони більш надійні, кажуть вчені.

Вони також дешевші у виробництві, що робить їх придатними та економічно ефективними для широкого застосування.

Для тестування нової синтетичної «плоті» дослідники розплавили м’який, еластичний та електропровідний гідрогель на основі желатину і відлили його у формі людської руки. Потім вони оснастили руку різними конфігураціями електродів, щоб побачити, які з них збирають найбільш корисні дані від фізичних взаємодій, піддаючи її серії випробувань.

Цей досить «брутальний» процес включав обдув гарячим феном, тикання пальцями, а також розрізання скальпелем.

Загалом, за словами дослідників, вони зібрали понад 1,7 мільйона одиниць інформації з понад 860 000 провідних шляхів «шкіри». Дані, зібрані під час цих тестів, були використані для навчання моделі штучного інтелекту, яку інтегрують у роботизовану систему, щоб вона могла розпізнавати різні типи дотиків.

«Ми ще не досягли того рівня, коли роботизована шкіра настільки ж чутлива, як людська шкіра. Але ми вважаємо, що вона краща за все інше, що існує наразі», — заявив Томас Джордж Турутел, співавтор дослідження, викладач робототехніки та штучного інтелекту в Університетському коледжі Лондона (UCL).

Він додав, що їхній метод гнучкий, його легше створити, ніж традиційні датчики, і вони можуть калібрувати його за допомогою людського дотику для низки завдань.