22.11.2018
Редакция Naked Science
214

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, 17:39
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

10 часов назад
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 09:18
Мария Азарова

Множество людей по всему миру привились вакциной CoronaVac китайского производства. По данным ученых из США и Доминиканской Республики, судя по всему, этот препарат практически не защищает от распространяющегося в последние месяцы омикрон-штамма с несколькими десятками мутаций в S-белке.

Вчера, 17:39
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

Вчера, 09:18
Мария Азарова

Множество людей по всему миру привились вакциной CoronaVac китайского производства. По данным ученых из США и Доминиканской Республики, судя по всему, этот препарат практически не защищает от распространяющегося в последние месяцы омикрон-штамма с несколькими десятками мутаций в S-белке.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: