Роботы научились чувствовать прикосновения с помощью электронной "кожи"

Роботы превзошли людей в скорости, точности и выносливости, однако до недавнего времени им не хватало одной важной способности — осязания. Это значительное ограничение мешало искусственному интеллекту эффективно взаимодействовать с окружающим миром, поскольку роботы часто роняли предметы или повреждали их из-за слишком сильного сжатия. Недавно ученые из Университета Буффало (США) разработали электронную ткань (E-textile), которая позволяет чувствовать давление и скольжение, как это делают человеческие нервные окончания.  

Как работает технология

Электронная ткань, созданная исследователями, представляет собой сложную сенсорную систему, которая имитирует работу человеческой кожи. Она состоит из двух слоев проводящей ткани, покрытой никелем, и промежуточного слоя из полидиметилсилоксана — материала, который широко используется, например, в производстве контактных линз. 

Когда внешний слой скользит по объекту, возникает трение между материалами, что генерирует постоянный электрический ток. Это явление называется трибогальваническим эффектом. Благодаря этому процессу система может не только фиксировать давление, но и определять малейшие движения и скольжение объектов. 

Одной из ключевых особенностей технологии является высокая скорость отклика. Исследования показали, что время реакции системы варьируется от 0,76 до 38 миллисекунд, что сопоставимо с реакцией человеческих тактильных рецепторов (1–50 миллисекунд). Это делает электронную ткань невероятно чувствительной и позволяет ей функционировать практически так же, как человеческая кожа. 

Практическое применение

Электронная ткань открывает перед роботами новые возможности, делая их более универсальными и адаптивными. Одним из главных достижений стало оснащение этой сенсорной системой роботизированного захвата с двумя напечатанными пальцами. Под руководством Эхсана Исфахани с кафедры машиностроения и аэрокосмической техники были проведены эксперименты, которые продемонстрировали эффективность новой технологии. 

Например, когда исследователи попытались вытащить медный груз из захвата, система мгновенно обнаружила проскальзывание и автоматически усилила сжатие, предотвращая потерю объекта. Это стало возможным благодаря способности сенсора динамически регулировать силу захвата в зависимости от условий. «Этот датчик — недостающий компонент, который приближает роботизированные руки на шаг к функциональности человеческой руки», — отметил Исфахани.