Новий тип «роботизованої шкіри» дозволяє машинам відчувати порізи, тепло та дотики

Дослідники створили дешевий, гнучкий і чутливий матеріал, що може змінити майбутнє робототехніки та протезування.

Вчені з Університету Кембриджу та University College London розробили нову електронну «шкіру» — матеріал, що дозволяє роботам відчувати навколишній світ майже як люди. Цей прорив може стати вирішальним кроком до створення машин, які здатні інтерпретувати тактильні сигнали з високою точністю.

Як повідомляє Live Science, новий матеріал створено на основі гідрогелю — м’якої, еластичної, електропровідної речовини, яку можна формувати у будь-яку форму. Вчені використали її для створення роборуки, вкритої цією «шкірою», та оснастили її спеціальними електродами. В результаті, матеріал здатен вловлювати сигнали від понад 860 тисяч провідних каналів, які відповідають за різні типи тиску, дотиків і навіть пошкоджень.

Це не просто набір сенсорів — це мультимодальна система, яка об’єднує відчуття тепла, тиску та порізів в одному типі сенсора. Такий підхід, як зазначають дослідники, є не лише дешевшим, а й надійнішим у порівнянні з традиційними електронними шкірами, які зазвичай покладаються на кілька різних сенсорів, вбудованих у тендітні матеріали на кшталт силікону чи еластомерів.

Роботів штрикали, різали й пекли — все задля науки

Щоб перевірити ефективність нової технології, дослідники створили повнорозмірну модель руки, покриту новим матеріалом. Її піддавали жорстким випробуванням: пальцями, маніпулятором-роботом, гарячим повітрям і навіть скальпелем.

У ході експериментів було зібрано понад 1,7 мільйона одиниць даних. Саме ці дані використовувалися для навчання моделі машинного навчання, яка згодом може бути інтегрована у роботизовані системи. Така система зможе розрізняти типи дотиків та реакцій на зовнішні подразники — від легкого натискання до порізу.

Як зазначив один зі співавторів дослідження, доктор Томас Джордж Турутел із UCL, ця система поки що не досягла рівня чутливості людської шкіри, проте вже зараз перевершує всі наявні аналоги. Більше того, вона простіша у виготовленні, гнучка в налаштуванні та значно дешевша у виробництві.

Це відкриває перспективи для використання такої шкіри в протезах, людиноподібних роботах, автомобільній промисловості, а також у сферах, де роботи взаємодіють з людьми або працюють в умовах підвищеної небезпеки — наприклад, під час ліквідації наслідків катастроф.

Тактильна чутливість вважається наступним ключовим етапом розвитку робототехніки. Завдяки новим матеріалам, таким як цей гідрогелевий сенсор, роботи можуть отримати здатність розуміти та аналізувати фізичний контакт, що раніше було притаманне лише живим організмам.

Хоча дослідження лише на початку свого шляху, воно вже показує, що майбутнє, в якому роботи «відчувають» світ, стає дедалі ближчим — і реальнішим.