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.
12 часов назад
7 минут
Мария Азарова

Исследование показало, что цитотоксические Т-клетки (Т-лимфоциты) опосредуют вызванное физическими нагрузками замедление роста опухоли.

2 часа назад
9 минут
Мария Азарова

К такому выводу пришли сотрудники NASA, а авторы другого исследования рассказали, где именно на спутнике Земли может сохраняться водяной лед — в еще больших количествах, чем считалось ранее.

Вчера, 12:18
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

Вчера, 12:18
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

Вчера, 15:09
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

[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: