Роботы стали на шаг ближе к обладанию чувством осязания благодаря разработке недорогой, прочной и высокочувствительной искусственной "кожи" исследователями из Кембриджского университета и Университетского колледжа Лондона.

По словам команды, эту кожу можно надеть на роботизированную руку, как перчатку, что позволит роботам получать информацию об окружающей среде почти так же, как люди.

Гибкая проводящая кожа проста в изготовлении, может плавиться и принимать сложные формы. Технология воспринимает и обрабатывает широкий спектр физических воздействий, позволяя роботам более осмысленно взаимодействовать с миром.

В отличие от других решений, где сенсоры встроены в небольшие участки и требуют разных датчиков для разных типов прикосновений, вся поверхность этой электронной кожи является сенсором, что приближает ее к человеческой коже.

Хотя искусственная кожа пока не так чувствительна, как человеческая, она способна регистрировать сигналы более чем по 860 000 проводящих путей в материале, распознавая различные типы касаний и давления.

Исследователи использовали комбинацию физических тестов и методов машинного обучения, чтобы "научить" кожу определять, какие сигналы наиболее важны. Результаты опубликованы в Science Robotics.

Как это работает

Обычно электронные кожи преобразуют физические воздействия в электрические сигналы с помощью разных датчиков, встроенных в мягкие материалы. Однако сигналы таких сенсоров могут мешать друг другу, а сами материалы легко повреждаются.

Решение команды:

• Использован один тип сенсора, реагирующий на разные типы касаний (мультимодальное восприятие).

• Материал на основе проводящего гидрогеля (желатин) отлит в форму человеческой руки.

• 32 электрода на запястье собирают 1,7 млн данных по всей поверхности.

Тестирование

Кожу подвергали различным воздействиям:

• Нагрев термопистолетом

• Нажатия пальцами и роботизированной рукой

• Легкие касания

• Разрезы скальпелем

Собранные данные использовали для обучения модели машинного обучения, чтобы робот понимал значение разных типов контакта.

Перспективы:

• Улучшение прочности кожи.

• Тестирование в реальных задачах (например, захват хрупких предметов).

Исследование поддержано Samsung, Королевским обществом и EPSRC.

"Мы еще не достигли уровня человеческой кожи, но наше решение гибче и проще в производстве, чем традиционные сенсоры", — отмечает соавтор работы.