Ученые создали для роботов «магнитную кожу», способную к осязанию
С новой искусственной кожей роботы смогут отличать неодушевленные предметы от живых организмов. Это похоже на чувство осязания у человека. Чтобы понять, живое или неживое перед машиной, ей достаточно к нему прикоснуться. С помощью такой кожи «интеллектуальные» аппараты смогут проводить подводную разведку месторождений полезных ископаемых, участвовать в их добыче, очищать океан от мусора без нанесения вреда морским обитателям.
Примерно 70 процентов поверхности Земли покрыто водой — в основном океанами, которые играют важнейшую роль в регулировании глобального климата. Они служат жизненно важным поглотителем углерода: поглощают 90 процентов избыточного тепла, выделяемого в результате выбросов углекислого газа, и вырабатывают 50 процентов необходимого для нас кислорода.
Кроме того, океаны — это дом для подавляющего большинства флоры и фауны планеты; там обитают тысячи видов живых организмов. Еще в океанах хранится большое количество ценных минеральных ресурсов: запасы нефти, газа, алмазов, золота, платины.
Полезные ископаемые поверхности суши постепенно истощаются, поэтому геологи все чаще обращают свой взгляд на океанское дно. Однако до природных ресурсов Мирового океана не так просто добраться. Одна из причин — огромное давление (600 атмосфер и более), которое могут выдержать лишь редкие и дорогостоящие глубоководные аппараты.
Для освоения ресурсов океанов необходимы передовые технологии, а именно — «интеллектуальные» автономные подводные роботы, способные работать на уровне человека. Причем такие машины должны быть оснащены специальными приборами, позволяющими вести тактильное зондирование — исследовать дно с помощью «прикосновений» и таким образом определять объекты, находящиеся перед ними.
Инженеры разработали целую серию тактильных датчиков, которые применяют в распознавании объектов и текстур в различных отраслях промышленности, в робототехнике (в адаптивном захвате) и человеко-машинном интерфейсе. Но почти все они плохо работают в воде, особенно в условиях гидростатического давления.
Группа ученых из Калифорнийского университета (США) под руководством Цзюнь Чена (Jun Chen) нашла способ, позволяющий решить эту проблему. Исследователи разработали водонепроницаемую искусственную кожу для подводных роботов, благодаря которой машины смогут распознавать морские объекты по одному «прикосновению». Работа опубликована в журнале Science Advances.
В природе некоторые магнитные материалы под действием механических деформаций могут изменять свою намагниченность. Это свойство в основном наблюдалось у ферромагнитных металлов и сплавов, а само оно известно под названием «магнитоупругий эффект», или «эффект Виллари». Эксперименты показали, что на это свойство не влияет вода и оно сохраняется даже после погружения магнитного материала на несколько недель в соленую, похожую на морскую, среду.
Именно на этот эффект обратили внимание Чен и его коллеги. Исследователи выяснили, что магнитоупругий эффект может проявляться и в «мягких» полимерах — веществах, которые применяют в биомедицине и робототехнике, например, для изготовления мягких мышц. Эти знания ученые использовали при разработке искусственной кожи, которая по большей части состоит из эластичного полимера и массива крошечных мощных магнитов, преобразующих любое физическое прикосновение в изменение магнитного поля, а также двух слоев из датчиков магнитной индукции, которые превращают изменения магнитного поля в электрические сигналы.
Затем Чен и его команда «натянули» кожу на роботизированную руку и испытали ее в лаборатории. Рука должна была случайным образом захватывать как «живые цели» (моллюск, морская улитка, морской гребешок, морская звезда), так и «неживые» — морской мусор (крышка от бутылки, бумажный стакан, пластиковая бутылка). Модель искусственного интеллекта, обученная расшифровывать сигналы датчиков, поступающие с кожи во время упражнений по захвату, показала 95%-ную точность в распознавании различных объектов.
По словам разработчиков, созданная ими сенсорная система на базе искусственного интеллекта не требует больших вычислительных мощностей и может дополнить зрение подводных роботов. Кроме того, с помощью такой системы автономные аппараты смогут достаточно быстро выполнять задачи в океане, в которых нужно делать захваты предметов, что сэкономит время и деньги в процессе дорогостоящих подводных миссий.
Ученые считают, что в будущем их разработку смогут использовать глубоководные роботы, проводящие разведку месторождений полезных ископаемых на океанском дне, а также аппараты, задействованные в очистке океанов или морей от мусора. Если манипулятор, на который будет «натянута» кожа, сможет различать «живое» и «мертвое», он не причинит вред обитателям подводного мира.
Telegram 
Дзен 
VK Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Ученые впервые объединили головной мозг и аналог спинного мозга плодовой мушки в общую трехмерную карту. Результаты показали, как голова и тело обмениваются сигналами. Анализ сети помог выявить распределенную систему контроля: базовыми движениями насекомого руководили местные группы нейронов, тогда как мозг играл лишь роль координатора.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Исследователи НИУ ВШЭ и МГУ доказали универсальный закон, описывающий время исчезновения популяций в случайной среде. Анализ эволюции ветвящихся процессов — сложных вероятностных систем — показал, что вне зависимости от изначального числа особей процесс вымирания подчиняется строгим математическим закономерностям.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
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