Интеллектуальные машины

В Швейцарии создали чувствительную искусственную кожу

Фото: actu.epfl.ch

Учёные лаборатории реконфигурируемой робототехники EPFL (RRL) и лаборатории мягких биоэлектронных интерфейсов (LSBI) создали мягкую и прочную искусственную кожу из силикона и электродов. Обе лаборатории работают в рамках программы швейцарского центра The National Centre of Competence in Research Robotics (NCCR). Это национальная швейцарская организация, финансируемая Швейцарским национальным научным фондом и объединяющая ведущих исследователей с целью разработки роботизированных технологий.

Центр был открыт в 2010 году и объединил экспертов шести исследовательских институтов мирового уровня: Федеральной политехнической школа Лозанны (EPFL), Университета Цюриха, Швейцарского федерального технологического института, Института Dalle Molle по вопросам искусственного интеллекта, Университета Берна и Швейцарской федеральной лаборатории материаловедений и технологий.

Технология тактильной обратной связи воспроизводит чувство осязания, свойственное человеку. Также как зрение и слух, осязание очень важно для восприятия информации, окружающего мира, а также для предупреждения ситуаций, опасных для жизни. Тактильная обратная связь значительно улучшает интерфейс «человек-компьютер» или «человек-робот», она незаменима в медицинской реабилитации или виртуальной реальности.

Система мягких датчиков и механизмов, копирующих восприятие настоящей кожи, позволяет искусственному материалу соответствовать любой форме. Например, копировать форму запястья пользователя и давать тактильную связь в виде давления и вибрации. Датчики деформации непрерывно измеряют степень растяжения кожи, потому обратная тактильная связь корректируется в режиме реального времени и максимально реалистично передаёт ощущения. Участник исследования доктор Харшал Сонар (Harshal Sonar) подчёркивает, что учёным впервые удалось создать настолько мягкий и чувствительный материал, в который вмонтированы датчики и исполнительные механизмы. Такая кожа идеально подходит для носимых устройств, а также для устройств тестирования проприоцепции пациентов в медицинских приложениях, поскольку передаёт вибрацию и давление.

Искусственная кожа содержит мягкие пневматические приводы, образующие мембранный слой. Его можно наполнить воздухом. Приводы настраиваются на различные показатели давления и частоту до 100 Гц. Кожа вибрирует, когда мембранный слой быстро надувается и спускается. Сенсорный слой расположен поверх мембранного слоя и содержит мягкие электроды, изготовленные из смеси жидкого и твердого галлия. Эти электроды непрерывно измеряют деформацию кожи и отправляют данные в микроконтроллер, который даёт обратную связь для точной настройки ощущений в ответ на внешние воздействия. Материал невероятно сильно растягивается, и пока что проходит дополнительные тестирования.

Следующим шагом учёных будет разработка носимого прототипа для приложений реабилитации и виртуальной или дополненной реальности.