Инженеры Стэнфордского университета разработали технологию, которая позволит роботам стать столь же ловкими, как живые существа. Речь идет о чувствительной электронной коже. Благодаря этой коже роботизированный манипулятор способен касаться хрупких предметов, не повреждая и не роняя их.
В качестве примера исследователи приводят видео, на котором роботизированная рука аккуратно перемещает по столу мячик для настольного тенниса:
Машина не владеет сведениями о прочности мячика. Она могла бы с легкостью расплющить мячик или раздавить его о стол, если бы не ее новое чувство осязания.
По словам автора проекта, инженера Чжэньань Бао, датчики, размещенные на кончиках пальцев перчатки, одновременно измеряют силу и направление давления. При этом точность движений становится такой, что робот способен двумя пальцами держать куриное яйцо, не раздавливая и не роняя его.
Имитация жизни
При создании электронной кожи исследователи ориентировались на то, как работает живая человеческая кожа.
Эпидермис, наружный слой вашей кожи, состоит из нескольких слоев. Находящийся в глубине шиповатый слой содержит в себе рецепторы, отвечающие за осязание. Этот слой имеет неровную поверхность, которую можно представить как горную местность. Когда вы прикасаетесь к чему-то легко, срабатывают лишь рецепторы, находящиеся на верхушках “гор” и “холмов” шиповатого слоя. Когда нажимаете сильнее, кожа сжимается, а на нажатие начинают реагировать рецепторы, расположенные глубже, в “оврагах” и “каньонах”. Таким образом, чем сильнее нажатие, тем больше рецепторов задействовано, и тем интенсивнее сигнал в вашем мозгу.
Примерно такая же структура была воссоздана стэнфордскими инженерами. Их электронная кожа состоит из трех слоев гибких электродов, расположенных перекрестно. Таким образом, создана сетка из чувствительных “пикселей”. Когда манипулятор робота прикасается к какому-либо предмету, верхний слой прогибается и замыкается со средним. Это сигнализирует о слабом прикосновении. Если давление усиливаются, верхний и средний слои замыкаются с нижним. Расположение замкнутого “пикселя” на сетке позволяет сделать вывод о направлении движения манипулятора. Более точно и подробно работа электронной кожи описана в статье журнала Science Robotics.
Чувствительные машины
В ходе еще одной демонстрации робот осторожно прикасается к ягоде малины
По словам разработчиков, технология может найти применение в самых разных сферах жизни, где применяется робототехника. Например, она позволит создать сельскохозяйственных роботов, которые будут аккуратно поднимать куриные яйца и раскладывать их по коробкам. С чувством осязания медицинские роботы-хирурги станут намного более эффективными и безопасными.
Но главная цель ученых еще более амбициозна. По словам Бао, их текущая разработка - лишь первый шаг. В дальнейшем ученые намерены создать еще более сложную версию электронной кожи, которая будет сообщать роботу столько же информации об окружающем мире, сколько наша кожа сообщает нам.
