Исследователи из Университета в Баффало представили инновационную электронную ткань (E-текстиль), которая имитирует функции человеческой кожи, позволяя роботам ощущать давление, скольжение и движение объектов. Эта разработка открывает путь к созданию более чувствительных и адаптивных машин, особенно в сферах, где критически важна точность движений.
Чувствительность для роботов
Несмотря на значительный прогресс в робототехнике, большинство современных роботов до сих пор испытывают трудности с распознаванием прикосновений. Электронная ткань, созданная в Университете Баффало, устраняет это ограничение. Устройство позволяет роботизированным пальцам в реальном времени реагировать на прикосновения, регулируя силу захвата без излишнего сжатия предметов.
«Эта технология может применяться при сборке и упаковке продукции, а также в любом виде деятельности, где необходима совместная работа людей и роботов», — отмечает ведущий автор исследования, доцент инженерного факультета UB Джун Лю. Кроме того, разработка может повысить точность в роботизированной хирургии и улучшить функциональность протезов.
Как это работает
Основой работы сенсора является трибовольтаический эффект — процесс, при котором трение между материалами генерирует постоянный электрический ток. Сенсор был установлен на 3D-печатные роботизированные пальцы и подключён к гибкому захвату, разработанному в UB.
Результаты впечатляют: время реакции системы составило от 0,76 до 38 миллисекунд, что сопоставимо с реакцией человеческих рецепторов прикосновения (1–50 мс). «Чем сильнее или быстрее скольжение, тем сильнее отклик сенсора. Это значительно упрощает построение алгоритмов управления для точных действий», — пояснил Джун Лю.
Автоматическое управление захватом
В одном из тестов исследователи попытались вытащить медный груз из руки робота. Сенсор зафиксировал движение, и система автоматически усилила захват, не повредив объект. «Этот сенсор — недостающее звено, которое приближает роботизированные руки к функциональности человеческих», — комментирует соавтор исследования, доцент Эхсан Эсфахани.
Первый автор исследования, аспирант Вашин Гаутам, добавляет: «Наш сенсор ведёт себя как человеческая кожа — он гибкий, высокочувствительный и способен фиксировать не только давление, но и тонкие движения и скольжение предметов».
В ближайших планах команды — интеграция сенсора с системами обучения с подкреплением для улучшения алгоритмов управления. Потенциальные области применения включают высокоточные хирургические инструменты, усовершенствованные протезы и расширенные интерфейсы взаимодействия человек-машина. Также исследователи планируют протестировать совместимость сенсора с различными типами роботизированных платформ.
Разработка опубликована в журнале Nature Communications.
