Учёные создали электронную кожу с рефлекторной реакцией на боль для человекоподобных роботов

Группа исследователей из Китая создала нейроморфную электронную систему, которая функционирует как искусственная кожа для роботов. Ключевой особенностью разработки, согласно публикации в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, является способность имитировать человеческую нервную систему для распознавания и мгновенной реакции на потенциально опасные или болевые воздействия.

Система способна вызывать рефлекторную двигательную реакцию, минуя центральный процессор робота. В отличие от стандартных моделей с централизованной обработкой, где данные от датчиков проходят полный цикл передачи и анализа, новая технология при превышении определенного порога давления направляет высокоинтенсивный электрический сигнал напрямую к исполнительным механизмам. Это сокращает время реакции до минимума, воспроизводя принцип работы спинномозговых рефлексов человека, например при контакте с горячим или острым предметом.

Эта технология, получившая название NRE-кожа (нейроморфная роботизированная электронная кожа), преобразует тактильные данные в электрические импульсы, аналогичные нейронным сигналам. Она имеет иерархическую архитектуру, включающую четыре слоя: защитный внешний, сенсорный, слой со схемами обработки и базовый. Сенсоры не просто фиксируют факт прикосновения, но и кодируют информацию о его силе. В штатном режиме система передает в центральный процессор постоянные сигналы, подтверждающие ее целостность. Прекращение этих импульсов сигнализирует о физическом повреждении, позволяя точно определить место пореза или разрыва.

Практическое применение разработки направлено на повышение безопасности роботов, работающих в непосредственной близости от людей в неструктурированных средах, таких как дома и медицинские учреждения. Конструкция состоит из модульных сегментов на магнитной основе, что обеспечивает возможность быстрой замены повреждённых участков без сложного технического обслуживания. Дальнейшая работа команды будет сосредоточена на повышении чувствительности и внедрении возможности обрабатывать множественные одновременные точки контакта для адаптации к сложным условиям взаимодействия.

Источник: Interesting Engineering