В Стэнфорде разработали перчатку, которая дает роботам чувство осязания — Naked Science
6 минут
Редакция

В Стэнфорде разработали перчатку, которая дает роботам чувство осязания

Датчики работают достаточно хорошо, чтобы роботизированная рука могла касаться малины и перемещать мяч для пинг-понга, не раздавив их.

electronicgl
©Wikipedia

В статье, опубликованной в журнале Science Robotics, инженер Жэньан Бао (Zhenan Bao) и ее команда утверждают, что технология приблизила тот день, когда роботы будут оснащены теми же способностями к осязанию, которые дает человеку его кожа. Датчики на концах перчаток одновременно измеряют интенсивность и направление давления. Исследователи признают, что технология автоматического управления этими датчиками еще требует совершенствования, однако уже сейчас робот в такой перчатке достаточно ловок, чтобы держать яйцо между большим и указательным пальцем, не разбивая его или не позволяя ему выскальзывать.

 

Внешний слой человеческой кожи также имеет сенсоры для определения давления, тепла и других параметров, а особенно в этом плане выделяются наши пальцы и ладони. Эти датчики работают в сочетании с составной частью эпидермиса (Stratum spinosum). Когда наш палец касается предмета, внешний слой кожи касается stratum spinosum, сенсоры которого невероятно чувствительны. Чем интенсивнее давление, тем сильнее наши ощущения. 

 

Однако сила давления — еще не все. Этот подуровень кожи также помогает выявить вектор давления и поперечную силу. Например, палец, сжимая верхнюю часть куриного яйца, создает более сильные сигналы в сенсорах, расположенных ниже, что позволяет нам мягко, но твердо держать яйцо между большим и указательным пальцем.

 

© Stanford University School of Engineering

 

Сотрудники Стэнфорда Клементина Бутри (Clementine Boutry) и Марк Негре (Marc Negre) занялись разработкой электронных датчиков, имитирующих этот человеческий механизм. Каждый датчик на кончике пальца роботизированной перчатки выполнен из трех гибких слоев, работающих сообща. Верхний и нижний слои электризованы. Исследователи положили сетку электрических линий на каждую из двух обращенных друг к другу поверхностей и повернули эти ряды перпендикулярно друг другу, чтобы создать плотный массив мелких чувствительных пикселей, повторяя строение stratum spinosum.

 

Резиновый изолятор разделял верхний и нижний слои электродов друг от друга. Когда роботизированный палец давил на предмет, прижимая верхние электроды ближе к основанию, запасенная энергия увеличивалась, а строение нижнего слоя позволяло сопоставить интенсивность и направление давления с конкретными точками на перпендикулярных сетках, подобно человеческой коже.

 

Исследователи разместили свои трехслойные датчики на пальцах резиновой перчатки и надели на роботизированную руку. В одном эксперименте они запрограммировали робота осторожно коснуться ягоды, не повредив ее. В другом случае рука в перчатке аккуратно поднимала и перемещала мяч для пинг-понга, используя датчик для определения соответствующей силы сдвига, чтобы схватить мячик и не опускать его.

 

По словам ученых, при правильном программировании роботизированная рука в современной сенсорной перчатке может выполнять разные рутинные задачи: например, снимать яйца с конвейерной ленты и класть их в картонные коробки. Кроме того, технология может найти применение в роботизированной хирургии. Однако своей основной целью ученые видят разработку усовершенствованной версии перчатки, которая самостоятельно рассчитывает необходимое количество силы для безопасного контакта с объектом без предварительного программирования.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 23:18
5 минут
Мария Кривоченко

Исследователи выяснили, что любовь малышей к телевизору зависит от их темперамента. Реакции, которые протекают в мозге детей младше года, позволяют предсказать, насколько им понравится просмотр программ и как быстро они усваивают информацию из них.

Вчера, 15:32
5 минут
Мария Кривоченко

Исследование ученых из США показало, что повышение температуры и накопление парниковых газов повлияли на деревья: они стали быстрее расти и поглощать больше углекислого газа. Специалисты считают, что количество лесов в ближайшие десятилетия будет увеличиваться, но экстремальная экологическая обстановка может нарушить этот процесс.

Вчера, 13:30
5 минут
Денис Гордеев

Объект K2-25b практически полностью состоит из ядра, а его газовая оболочка очень тонкая. Как так получилось — загадка для ученых.

3 августа
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

2 августа
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 20:00 (мск), должен состояться 150-метровый «прыжок» демонстратора технологий космического корабля Starship. Трансляцию вы сможете посмотреть на нашем сайте.

2 августа
35 минут
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: