Искусственная кожа со встроенными оптическими сенсорами может помочь
роботам приблизиться по уровню восприятия окружающей среды к человеку.
Существующие сенсорные системы, основанные на датчиках давления и
механического сопротивления, ограничены в способности фиксировать
слабые изменения в давлении и различать особенности текстур
поверхностей. Ключевая причина – электрические компоненты и провода,
обладающие малой гибкостью. Увеличение количества сенсоров может
предоставить роботам дополнительную информацию об осязаемом объекте, но
их размещение близко друг к другу вызывает электромагнитную
интерференцию.
Чтобы обойти эти препятствия, Джерон Миссинн (Jeroen Missinne) с
коллегами из Гентского университета (Ghent University) в Бельгии
разработал гибкий материал, состоящий из двух слоёв параллельных
полимерных полос, расположенных перпендикулярно друг к другу. Слои
разделены тонким листом пластика. В полосы, выполняющие роль оптических
волокон, непрерывно подаётся световой сигнал. Когда на любой участок
синтетической кожи оказывается давление, полимерные полоски сближаются
и свет может проникать из одной в другую. Фиксирование таких "утечек"
создаёт высокочувствительный механизм обратной связи.
Хирургические роботы уже способны предоставлять хирургам
определённый уровень тактильной связи, и Миссинн считает, что его
разработка значительно повысит характеристики таких устройств.
Применение оптических элементов позволяет избавиться от эффекта
интерференции, поэтому расстояние между ними может достигать 125 мкм.
Учёные уверены в важности наделения роботов способностью различать
через осязание объекты и воздействующие на кожу силы, однако новой
разработке ещё предстоит пройти подробные тесты, когда будет изготовлен
полномасштабный прототип к концу нынешнего года.
|