Создана искусственная кожа для роботов, которая ощущает температуру и касания

Исследователи Сеульского национального университета под руководством профессора Сын Хван Ко разработали мультимодальный тактильный датчик, способный одновременно воспринимать температуру и механическое давление. Разработка опубликована в журнале Nature Materials.

Датчик построен на базе нанопроволочной структуры типа «ядро-оболочка» с серебряным ядром и медной оболочкой. Устройство переключается между режимом термочувствительности и режимом механочувствительности шестнадцать раз в секунду, оставаясь при этом ультратонким однослойным компонентом.

Время отклика датчика составляет менее микросекунды для механических стимулов и несколько миллисекунд для тепловых. Это обеспечивается отсутствием промежуточных слоев, которые обычно замедляют обработку информации в многослойных конструкциях.

Команда протестировала датчик на классификации объектов. Когда модель искусственного интеллекта анализировала только тепловые или только механические сигналы, точность составляла около шестидесяти пяти процентов. При использовании объединенных данных обоих режимов точность возросла до девяносто пяти процентов. Даже при снижении объема входных данных система сохранила точность на уровне девяносто четырех с половиной процентов.

При закреплении датчика на кончике пальца, соединенного с беспроводной измерительной платой, система распознала двадцать предметов повседневного обихода с точностью восемьдесят три процента.

Исследователи также создали мультимассивную платформу с множеством датчиков, которая способна измерять распределение температуры и давления с пространственным разрешением, сравнимым с человеческой кожей. Это демонстрирует возможность масштабирования технологии от одиночных датчиков к полноценным системам искусственной кожи.

Преимущество разработки состоит в том, что единый тонкий слой обрабатывает несколько типов стимулов без необходимости использования нескольких отдельных датчиков и сложной системной компоновки. Это упрощает конструкцию и повышает разрешение сенсорной информации.

Потенциальные области применения включают протезирование, носимую электронику, мягкую робототехнику, роботизированные захваты и человеко-машинные интерфейсы. Разработка позиционируется как основная технология для тактильного восприятия роботов нового поколения и систем физического искусственного интеллекта, которые должны взаимодействовать с физическим окружением на уровне человеческих ощущений.

Источник: Tech Xplore