Новая искусственная кожа поможет разработать чувствительные протезы
Исследователи из Мюнхенского института робототехники и машинного интеллекта (MIRMI) при Мюнхенском техническом университете (TUM) разработали автоматический процесс изготовления чувствительной искусственной кожи, состоящей из мягких датчиков.
«Восприятие окружающей среды необходимо для эффективного взаимодействия с ней», — говорит соавтор работы Соня Гросс. - «Важным фактором при взаимодействии с объектами является ощущение их формы. Важны и такие физические свойства, как твердость и гибкость. Они влияют, на то, как можно объекты захватывать и ими манипулировать».
Святой Грааль в робототехнике и протезировании — это реалистичная эмуляция сенсомоторных навыков человека, особенно таких, как у человеческой руки. В робототехнике датчики силы и крутящего момента полностью интегрированы в большинство устройств. Эти датчики обеспечивают ценную обратную связь о взаимодействии роботизированной системы, например, искусственной руки, с окружающей средой. Но до сих пор не существовало технологии изготовления таких датчиков, которые можно приклеить к объекту произвольной формы.
Чувство гибкости
Новый датчик — это материал, подобный коже. Он мягкий, его можно приклеить практически к любому объекту. Кроме того исследовательская группа автоматизировала процесс производства этой чувствительной искусственной кожи. «Мы используем программное обеспечение для создания структуры сенсорных систем. Затем мы отправляем эту информацию на 3D-принтер, где изготавливаются наши мягкие датчики», — говорит Соня Гросс.
Принтер впрыскивает токопроводящую черную пасту в жидкий силикон. Силикон затвердевает, но паста внутри остается жидкой. Когда датчики сжимаются или растягиваются, их электрическое сопротивление изменяется. «По сопротивлению можно определить силу сжатия или растяжения. Мы используем этот принцип, чтобы получить представление о взаимодействии с объектами и, в частности, научиться управлять искусственной рукой, взаимодействующей с объектами», — поясняет соавтор работы Диего Идальго.
Перспективы для робототехники и протезирования
«Интеграция этих мягких, похожих на кожу датчиков в 3D-объекты открывает новые пути для обработки тактильных ощущений искусственным интеллектом», — говорит профессор Сами Хаддадин. — «Сенсоры предоставляют данные о силах сжатия и деформации в режиме реального времени, что обеспечивает мгновенную обратную связь».
Хаддадин поясняет: «Эта работа может привести к революции в таких отраслях, как робототехника, протезирование и взаимодействие человека и машины, поскольку позволяет создавать беспроводные и настраиваемые сенсорные технологии для произвольных объектов и устройств».
Едва ли не главная мечта робототехники — создать устройство близкое по чувствительности и точности к руке человека. Кажется, мечта стала на шаг ближе.