Главная » Прочее

Сверхосязание. Уникальная сенсорная система реагирует в 1000 раз быстрее, чем человеческая кожа

Роботы и протезы в ближайшем будущем научатся чувствовать прикосновения также, как их чувствует человеческая кожа. А скорее и превзойдет ее благодаря асинхронно-кодированной электронной коже (ACES), искусственной нервной системе, разработанной группой исследователей из Национального университета Сингапура (NUS).

Новая электронная система скинов обеспечивает сверхвысокую чувствительность и устойчивость к повреждениям, ее можно сочетать с любыми сенсорными слоями скинов для эффективной работы в качестве электронного скина.

Инновация, достигнутая доцентом Бенджамином Ти и его командой с кафедры материаловедения и инженерии инженерного факультета NUS, была впервые опубликована в престижном научном журнале Science Robotics 18 июля 2019 года.

Подробнее

«Люди используют чувство осязания для выполнения почти каждой повседневной задачи. Оно нужно нам, чтобы поднять чашку кофе или пожать руку коллеге. Без осязания мы даже не смогли бы сохранять равновесие при ходьбе. Точно так же, у роботов должно быть чувство осязания, чтобы лучше взаимодействовать с людьми. Но современные роботы до сих пор не могут чувствовать объекты достаточно хорошо», – объясняют ученые, которые уже более десятилетия работают над технологиями электронной кожи в надежде дать роботам и протезным устройствам лучшее чувство осязания.

Черпая вдохновение из сенсорной нервной системе человека, команда NUS потратила полтора года на разработку сенсорной системы, потенциально способной работать лучше.

Электронная нервная система ACES обнаруживает сигналы, подобно нервной системе человеческого датчика, она состоит из сети датчиков, соединенных одним электрическим проводником, в отличие от нервных пучков в коже человека. Это также не похоже на существующие электронные скины, которые имеют взаимосвязанные проводные системы, делающие их чувствительными к повреждениям и затрудняющими масштабирование.

Сенсорная нервная система человека чрезвычайно эффективна, и работает все время настолько четко, что мы часто воспринимаем это как должное. Она также очень устойчива к повреждениям. Но, когда люди вынуждены пользоватся протезами, они страдают от того, что теряется чувство осязания. Если мы сможем имитировать работу нашей биологической системы и сделать ее еще лучше, мы сможем добиться огромных успехов в области робототехники, где преимущественно применяются электронные скины.

ACES может обнаружить прикосновения более чем в 1000 раз быстрее, чем сенсорная нервная система человека. Она может дифференцировать физические контакты между различными датчиками менее чем за 60 наносекунд. Это самый быстрый из когда-либо достигнутых для электронной технологии скин-эффектов. Скин с поддержкой ACES также может точно определять форму, текстуру и твердость объектов в течение 10 миллисекунд, в десять раз быстрее, чем моргание глаза.

Платформа ACES также может быть разработана для обеспечения высокой устойчивости к физическим повреждениям, что является важным свойством для электронных оболочек, поскольку они вступают в частый физический контакт с окружающей средой. В отличие от существующей системы, используемой для соединения датчиков в существующих электронных оболочках, все датчики в ACES могут быть подключены к общему электрическому проводнику, причем каждый датчик работает независимо. Это позволяет электронным оболочкам с поддержкой ACES продолжать функционировать, пока существует одно соединение между датчиком и проводником, что делает их менее уязвимыми для повреждения.

Умные электронные скины для роботов и протезов

Простая система проводки ACES и замечательная отзывчивость даже при увеличении количества датчиков являются ключевыми характеристиками, способствующими расширению интеллектуальных электронных оболочек для приложений искусственного интеллекта (ИИ) в роботах, протезах и других интерфейсах человек-машина.

Ученые рассказали, что масштабируемость является критически важным фактором, поскольку большие части высокопроизводительных электронных оболочек необходимы для покрытия относительно больших площадей поверхности роботов и протезных устройств. ACES может легко соединяться с любым типом сенсорных слоев, например, тех, которые предназначены для измерения температуры и влажности, для создания высокопроизводительной электронной оболочки с поддержкой ACES с исключительным ощущением прикосновения, которая может использоваться для самых разных целей.

Например, сочетание ACES с прозрачным, самовосстанавливающимся и водостойким сенсорным слоем кожи, также недавно разработанным командой Asst Prof Tee, создает электронную кожу способную к самовосстановлению, как человеческая кожа. Этот тип электронной кожи можно использовать для разработки более реалистичных протезных конечностей, которые помогут инвалидам восстановить чувство осязания.

Другие потенциальные приложения включают разработку более интеллектуальных роботов, способных выполнять задачи аварийного восстановления или выполнять обычные операции, такие как упаковка товаров на складах. Поэтому команда NUS надеется и дальше применять платформу ACES на современных роботах и протезах на следующем этапе своих исследований.

Похожие записи



Курс валют

Изменить "Кол-во"
Ежедневный курс иностранной валюты 22.08.2019
ВалютаКол-воРубль RUB
Продажа (руб.)
Доллар США USD
Евро EUR
Японских иен JPY
Фунт стерлингов Соединенного королевства GBP
Use data from the cache


Календарь

Август 2019
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Июл    
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031  

Тренды

Темы