Ученые создали роботам «кожу» с высокой чувствительностью прикосновения
Проблему потери точности измерения при растяжении электронной кожи, изготовленной по существующей технологии e-skin, решили исследователи из Техасского университета в Остине (UT), 3 мая сообщает сайт новостей науки EurekAlert со ссылкой на пресс-службу университета.
Руководитель проекта, профессор кафедры аэрокосмической техники и инженерной механики Инженерной школы им. Кокрелла в UT Наньшу Лу отметила:
«Подобно тому, как человеческая кожа должна растягиваться и сгибаться, чтобы приспособиться к нашим движениям, электронная кожа тоже должна растягиваться. Независимо от того, насколько сильно растягивается наша электронная кожа, реакция на давление не меняется, и это значительное достижение».
Результаты исследования были представлены в статье «Растягиваемые гибридные датчики реагирования на давление», опубликованной 3 мая в журнале Matter.
Лу считает, что растягивающаяся электронная кожа является важнейшим компонентом руки робота и она должна обеспечивать тот же уровень мягкости и чувствительности при прикосновении, что и человеческая рука. Такой медицинский робот сможет проверять пульс пациента, вытирать или массировать его тело.
Создание робота-медсестры или физиотерапевта становится в последнее время актуальной задачей, поскольку во всем мире миллионы пожилых людей нуждаются в уходе, большем, чем может обеспечить мировая медицинская система.
«В будущем, если у нас будет больше пожилых людей, чем тех, кто за ними ухаживает, это приведет к глобальному кризису, — считает Лу. — Нам необходимо найти новые способы эффективного и бережного ухода за людьми, и роботы являются важной частью этой головоломки».
Роботы, способные ухаживать за людьми, могут быть также использованы во время стихийных бедствий, чтобы искать раненых и людей, оказавшихся в ловушке в результате землетрясения или обрушения здания, и оказывать им помощь на месте, например, делать искусственное дыхание, считают исследователи.
Технология e-skin определяет давление при контакте, сообщая подключенному устройству, какую силу необходимо задействовать, например, чтобы взять чашку или прикоснуться к человеку.
Но при растяжении обычной электронной кожи она воспринимает эту деформацию, создается дополнительный шум, искажающий показания датчиков давления. Это может привести к тому, что робот задействует бо́льшую силу, чтобы что-то схватить.
Для демонстрации возможностей новой кожи исследователи создали надувные зонды и захваты, которые могли менять форму при выполнении различных задач. Надувной зонд, обернутый кожей, использовался для точного измерения у людей пульса и пульсовых волн. Захваты позволили надежно удерживать стакан, не роняя его, даже когда в него бросили монету.
Такие возможности обеспечил разработанный Лу и ее коллегами инновационный гибридный датчик давления. Обычные датчики электронной кожи либо емкостные, либо резистивные, а электронная кожа с гибридным откликом использует обе эти реакции на давление.
Совершенствование таких датчиков и объединение их с растягивающимися изоляционными и электродными материалами позволило создать инновацию в области e-skin, которую авторы и UT запатентовали.
Лу и ее команда в настоящее время работают над возможными приложениями, в том числе над созданием роботизированной руки, оснащенной электронной кожей.
