Новости

Aug 16, 2023

Развивающаяся кожа

Роботизированные системы уже давно сталкиваются с проблемой отсутствия сенсорных возможностей, сравнимых с человеческими пальцами. Хотя роботы имеют превосходный контроль над своим положением и силой, им приходится бороться, когда

Роботизированные системы уже давно сталкиваются с проблемой отсутствия сенсорных возможностей, сравнимых с человеческими пальцами. Несмотря на то, что роботы превосходно контролируют свое положение и силу, им приходится с трудом переходить от маневрирования тяжелыми объектами к хрупким. С другой стороны, люди обладают способностью легко адаптироваться к различным объектам благодаря чрезвычайной чувствительности сенсорных рецепторов и высокой плотности нервных окончаний на коже.

В ходе революционной разработки исследователи создали процесс создания роботизированных систем с поверхностью, напоминающей кожу, способной принимать произвольные формы и определять давление. Очень гибкая оболочка датчика может прилипать к различным поверхностям, включая пальцы. Этот скачок в сенсорных технологиях устраняет значительное препятствие, с которым сталкиваются роботы в достижении ловкости человеческого прикосновения.

Исследователи Соня Гросс и Диего Идальго представили свою инновационную работу на конференции ICRA Robotics в Лондоне. Они разработали процесс, при котором проводящая черная паста вводится в жидкий силикон, и по мере затвердевания силикона паста остается жидкой, заключенной в силиконовую структуру. Это позволяет датчику обнаруживать изменения давления по мере деформации силиконовой структуры.

Процесс включает в себя программное обеспечение, проектирующее структуру датчика, которая затем изготавливается с помощью 3D-принтера. Датчики универсальны, их можно прикрепить практически к любому объекту, что делает их полезными в робототехнике и протезировании. Когда датчики нажимаются или растягиваются, их электрическое сопротивление изменяется, предоставляя информацию об уровнях давления или растяжения. Этот принцип позволяет понимать взаимодействие объектов и управлять искусственными руками.

Используя печатную электронику и гибкие материалы, исследователи создали сенсоры с мягким касанием и удобным для производства дизайном. Введя проводящую черную пасту в жидкий силикон, они создали датчик, сопротивление которого меняется в зависимости от сжимающих сил, действующих на внутреннюю жидкость из-за деформаций структуры силикона. Исследователи продемонстрировали прямую печать датчиков на гибких поверхностях.

Будущее значение таких технологий заключается в том, чтобы позволить роботам взаимодействовать с людьми более безопасным и осознанным образом. Хотя существующие визуальные и аудиосистемы позволяют роботам ориентироваться и воспринимать окружающую среду, прикосновение является важнейшим сенсорным сигналом. Без сенсорных датчиков роботы не смогут точно измерять силу, которую они оказывают на объекты и людей, что потенциально может привести к несчастным случаям или повреждению предметов. Включение сенсорных датчиков в роботов не только дает им контроль над своей силой, но также расширяет их возможности невербального общения и распознавания объектов.

Разработка кожных датчиков произвольной формы и обнаружения давления приближает роботов на шаг к имитации ловкости и чувствительности человеческого прикосновения, открывая новые возможности для взаимодействия и сотрудничества человека и робота.