Если вам случалось блуждать в темной комнате, вы помните, как интуитивно вытягивали вперед руки и полагались на осязание. Если руки перемещать в пространстве, то риск врезаться лбом в дверной косяк заметно уменьшится. Насекомые довели этот принцип до совершенства: они "ощупывают" пространство длинными, вибрирующими усами и способны ориентироваться даже в довольно сложных условиях. Вспомните хотя бы кузнечика, пробирающегося сквозь траву или жука, ищущего проход среди веток и опавших листьев. Ученые из института Фраунгофера в Магдебурге и университета в Билефелде решили воспроизвести этот способ пространственной ориентации в датчике нового типа. Готовая конструкция могла бы быть использована в разработках мобильных роботов.
Датчик, спроектированный исследователями, поставляет больше информации об окружающей среде, чем обычные контактные датчики прикосновения. Одновременно он более надежен и дешев, чем оптические датчики, построенные с использованием камер.
Два двигателя перемещают "усики" по замкнутой траектории овальной формы. На их свободно колеблющихся концах размещены датчики ускорения. В отличие от обычных датчиков контакта, которые реагируют только на прикосновение к их кончик, в новом датчике используется вся длина "уса". В зависимости от точки, которой он касается объекта, датчик ускорения дает возможность зафиксировать изменение частоты колебаний конца. Частота и сигналы от двигателей, позволяющие учесть угол отклонения "уса" во время контакта, указывают местоположение препятствия. За счет применения обратной связи, робот подробнее ощупывает участок, где произошел первичный контакт и получает больше данных о рельефе.
Опытный образец датчика был установлен на автономно перемещающемся роботе-насекомом. Но принцип, на который, кстати, уже подана патентная заявка, легко применим и в других случаях. Новинка может заменить оптические датчики и камеры в тех условиях, когда они терпят неудачу: в запыленной или грязной среде.
Источник: Bielefeld University