Nature Communications: Создан датчик для имитации чувствительности кожи

Исследователи в области робототехники уже достигли больших успехов в разработке датчиков, способных воспринимать изменения положения, давления и температуры — все это важно для таких технологий, как носимые устройства и интерфейсы человек-робот.

Но отличительной чертой человеческого восприятия является способность воспринимать несколько стимулов одновременно, а это то, чего робототехнике пока не удается достичь.

Теперь Джейми Пайк и его коллеги из лаборатории реконфигурируемой робототехники (RRL) инженерной школы EPFL разработали датчик, который может воспринимать комбинации изгиба, растяжения, сжатия и изменения температуры, используя надежную систему, которая сводится к простой концепции: цвет.

Технология RRL, получившая название ChromoSense, основана на полупрозрачном резиновом цилиндре с тремя секциями, окрашенными в красный, зеленый и синий цвета. Светодиод в верхней части устройства посылает свет через его сердцевину, а изменения в пути света через цвета при сгибании или растягивании устройства улавливаются миниатюрным спектральным измерителем в нижней части.

Представьте, что вы пьете три разных вкуса слаши через три разные соломинки одновременно: пропорция каждого вкуса меняется, если вы сгибаете или выкручиваете соломинки. Тот же принцип использует ChromoSense: он воспринимает изменения в свете, проходящем через цветные секции, когда геометрия этих секций деформируется, — говорит Паик.

Термочувствительная секция устройства также позволяет ему определять изменения температуры, используя специальный краситель — такой же, как в футболках с изменяющимся цветом или кольцах настроения, — который перенасыщает цвет при нагревании. Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications и выбрано для страницы Editor's Highlights.

Более рациональный подход к носимым устройствам

Паик объясняет, что, хотя роботизированные технологии, основанные на использовании камер или множества чувствительных элементов, эффективны, они могут сделать носимые устройства более тяжелыми и громоздкими, к тому же требующими дополнительной обработки данных.

Чтобы мягкие роботы могли лучше служить нам в повседневной жизни, они должны уметь чувствовать, что мы делаем, — говорит она.

Традиционно самым быстрым и недорогим способом сделать это были системы, основанные на зрении, которые фиксировали все наши действия, а затем извлекали необходимые данные. ChromoSense позволяет получать более целенаправленные, информационно насыщенные показания, а сам датчик можно легко встраивать в различные материалы для решения разных задач.

Благодаря простой механической конструкции и использованию цвета, а не камеры, ChromoSense потенциально может быть использован для недорогого массового производства. Помимо вспомогательных технологий, таких как экзокостюмы, облегчающие передвижение, Пэк видит повседневное применение ChromoSense в спортивном снаряжении или одежде, которые могут быть использованы для обратной связи с пользователями по поводу их формы и движений.

Сильная сторона ChromoSense — ее способность воспринимать несколько стимулов одновременно — может быть и слабой стороной, поскольку разделение одновременно применяемых стимулов все еще является проблемой, над которой работают исследователи. В настоящее время, по словам Пайка, они сосредоточены на совершенствовании технологии, чтобы ощущать локально приложенные силы или точные границы материала при изменении его формы.

Если ChromoSense приобретет популярность и многие захотят использовать его в качестве универсального решения для роботов, то дальнейшее увеличение плотности информации датчика может стать действительно интересной задачей, — говорит она.

В будущем Пайк также планирует экспериментировать с различными форматами ChromoSense, прототип которого был создан в виде цилиндрической формы и как часть носимого мягкого экзокостюма, но также может быть представлен в плоской форме, более подходящей для фирменных роботов-оригами RRL.

С нашей технологией датчиком может стать все, что угодно, лишь бы через него проходил свет, — резюмирует она.

01.12.2023


Подписаться в Telegram



Хайтек

От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP

В НИЯУ МИФИ создали онлайн-сервис —...

CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее

Передовая роботизированная система CARMA II ус...

Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности

Ученые из Санкт-Петербургского государств...

MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+
MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+

Инженеры из MIT придумали, как сдела...

Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры
Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры

Сотрудники лаборатории 3D-печати функциональны...

Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов
Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов

Ученые Томского политехнического университета ...

Свет из земли: как глина превратилась в дисплей
Свет из земли: как глина превратилась в дисплей

Мир дисплеев скоро изменится благодаря новым м...

В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии
В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии

В Национальном исследовательском ядерном униве...

Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям
Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям

Комментирует профессор Майя Вергниори, которая...

Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов
Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов

Катайский насосный завод, который находится в&...

Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»
Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»

Исследователи из Томского политехническог...

Science Advances: Ученые сумели подключить электроды к клеткам
Science Advances: Ученые сумели подключить электроды к клеткам

Исследователям из Университета Линчепинга...

Small Methods: Сублимация кристаллов диарилэтена — контроль над формой
Small Methods: Сублимация кристаллов диарилэтена — контроль над формой

Фотомеханические материалы из фотохромных...

Квантовые датчики обеспечат технологическую революцию к 2045 году
Квантовые датчики обеспечат технологическую революцию к 2045 году

Квантовые датчики находятся в авангарде т...

Стало известно, зачем ЕС инвестирует 24 млн евро в полупроводники
Стало известно, зачем ЕС инвестирует 24 млн евро в полупроводники

Европейский союз предпринимает решительные шаг...

В МИФИ создали интеллектуальную систему контроля работы 3D-принтеров
В МИФИ создали интеллектуальную систему контроля работы 3D-принтеров

Сотрудники Снежинского физико-технического инс...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Платиновая корона и танец молекул: как газы меняют структуру материала
Платиновая корона и танец молекул: как газы меняют структуру материала
PRSBBS: Почему макаки чешутся перед плохими решениями
PRSBBS: Почему макаки чешутся перед плохими решениями
13 миллиардов лет назад: как темная материя управляла галактиками
13 миллиардов лет назад: как темная материя управляла галактиками
Луна, птицы и бактерии: как наука стала главным героем дня в Казани
Луна, птицы и бактерии: как наука стала главным героем дня в Казани
День науки в КАИ: двигатели, стартапы и квантовые технологии
День науки в КАИ: двигатели, стартапы и квантовые технологии
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Сок под микроскопом: ученые научились ловить опасный гербицид за 20 минут
Сок под микроскопом: ученые научились ловить опасный гербицид за 20 минут
Молодые ученые против COVID-19 и хронических ран: как открытия изменят медицину
Молодые ученые против COVID-19 и хронических ран: как открытия изменят медицину
Питомниковый кашель больше не проблема: появились быстрые тесты для собак
Питомниковый кашель больше не проблема: появились быстрые тесты для собак
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию
Сорняк-разрушитель или лекарство будущего: ученые открыли секрет рейнутрии
Сорняк-разрушитель или лекарство будущего: ученые открыли секрет рейнутрии
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир

Новости компаний, релизы

Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
Три представительницы Республики Татарстан стали победителями Всероссийского конкурса Знание.Лектор
Калужан приглашают к участию в XIII сезоне Международного инженерного чемпионата CASE-IN
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске