Утконосы вдохновили ученых на создание мультирецепторной искусственной кожи
Исследователи из Китая разработали мультирецепторную кожу, вдохновленную утконосом. Она способна на расстоянии определять приближение объекта и его внешний материал.
Инженеры и ученые разработали множество систем, имитирующих органы. Многие из них несовершенны и значительно уступают своим природным аналогам в точности и чувствительности. Разработка более совершенных сенсоров могла бы значительно улучшить эти системы, позволяя им точно улавливать широкий спектр информации из окружающей среды.
Утконос обладает уникальной двойной сенсорной системой. Слабое зрение животного скомпенсировано электрорецепцией — способностью ощущать электрические поля и сигналы. Она позволяет обнаруживать как электрические, так и механические изменения в окружающей среде, что улучшает его способности находить добычу или замечать угрозы, не полагаясь на зрение. Это полуводное животное под водой смыкает специальные водонепроницаемые перепонки над глазами и ноздрями, то есть не видит и не обоняет.
Первого автора новой статьи, Ди Вэя (Di Wei), вдохновил на исследование разговор об утконосах с девятилетней дочерью. Результаты представлены в журнале Science Advances.
Дизайн искусственной кожи, вдохновленный утконосом, основан на двух ключевых принципах: контактной электризации и электростатической индукции. Когда кожа касается объекта, происходит передача электронов, что генерирует трибоэлектрический заряд, позволяющий коже воспринимать тактильные стимулы.
Для сбора информации с расстояния — телевосприятия — кожа использует электростатическую индукцию. Легирование наночастиц усиливает диэлектрическую поляризацию в эластомере, на основе которого создана кожа. Это позволяет системе обнаруживать изменения электрических полей вблизи заряженных объектов.
Мультирецепторная кожа состоит из тонких пленокполитетрафторэтилен (тефлон, PTFE) и полидиметилсилоксан (PDMS), структурно легированного эластомера с добавлением для улучшения диэлектрических свойств наночастиц титаната стронция (SrTiO3), слоя серебряных нанопроводов, функционирующих как электрод, и подложки, обеспечивающей гибкость и защиту.
Искусственная кожа использует усиленные механизмы поляризации для «чувствования» на расстоянии. В систему включили обработку данных методами глубокого обучения.
В экспериментах мультисенсорная кожа быстро и точно определяла материалы с точностью 99,56 процента, а также обнаруживала объекты на расстоянии. Мех искусственная кожа различала с 135 сантиметров, резину — с 90 сантиметров, фторированный этиленпропилен (fluorinated ethylene propylene) — с 80 сантиметров.
Исследователи стремятся дать роботам возможность обнаруживать объекты и взаимодействовать с окружающей средой без необходимости физического контакта. Мультирецепторная сенсорная система может быть использована для повышения чувствительности сенсоров в робототехнике, тактильных устройствах и протезах.
Telegram 
Дзен 
VK С помощью ускорителей ученые имитируют процессы, происходившие в первые мгновения жизни Вселенной. Так пытаются решить загадки наблюдаемой реальности: почему материи больше, чем антиматерии, состоят ли кварки из других частиц, как сохраняется барионное число. В этот раз анализ столкновений на коллайдере RHIC предоставил сильное свидетельство того, что барионное число переносится не кварками, а глюонной перемычкой внутри протонов.
Восьмилетнее исследование привело к выводу, противоречащему популярным стереотипам о вреде цифровых гаджетов для подрастающего поколения. Большое количество времени, проведенного перед экранами смартфонов, компьютеров или телевизоров в детстве, оказалось напрямую связано с более высокими когнитивными способностями в подростковом возрасте.
Археологи изучили одну из погребальных камер древнеегипетской гробницы и проследили, как менялась организация захоронений от XXV династии до птолемеевского периода. Исследователи пришли к выводу, что кажущийся беспорядок в гробнице на самом деле подчинялся определенной логике.
В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.
Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.
У любителей кофе выявили расхождение в уровнях тестостерона: одна форма этого гормона повышалась вместе с количеством выпитого, а другая, напротив, снижалась. Результат оказался особенно интересным на фоне изменений других показателей, связанных с обменом веществ и здоровьем сердца.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии