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

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло
Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло

Если проникнуть глубоко-глубоко под повер...

Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак
Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак

Загрязнения, извергаемые бурно развивающейся м...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Optica Quantum: Ученые разработали новый метод определения квантовых состояний
Optica Quantum: Ученые разработали новый метод определения квантовых состояний
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса