Китайцы обучили роботизированный палец многослойному осязанию

Группа китайских учёных с успехом имитировала механизм человеческого осязания и построила роботизированный палец, способный изучать на ощупь как внешнюю текстуру объектов, так и их структуру в более глубоких слоях.

Источник изображения: cell.com

Учёные напомнили, что человеческие пальцы обладают крайне тонким многослойным осязанием — человек может чувствовать не только текстуру кожи, но и очертания расположенных под ней костей. Разработанная китайскими инженерами система предлагает подобный подход для роботов. Существующие тактильные сенсоры, напомнили китайские исследователи, позволяют распознавать и различать только поверхностные проявления: текстуру и твёрдость, но они не воспринимают информацию о формах под поверхностью объектов — для этого требуется нечто серьёзнее вроде МРТ или ультразвука.

Когда человек касается предмета пальцем, кожа испытывает механическую деформацию, сжатие или растяжение — обработка массива данных с рецепторов помогает мозгу восстанавливать целостную картину. Она включает в себя текстуру поверхности, её жёсткость или мягкость, а также форму образования под поверхностью. Авторы проекта попытались сымитировать этот механизм, закрепив металлический стержень на пучках углеволокна — такой палец «сканирует» объект, прилагая давление к разным его участкам и собирая данные о показателях жёсткости или мягкости объекта на разных его участках. Собранная информация поступает на компьютер, который строит на её основе трёхмерную карту.

Система успешно описала несколько жёстких объектов под слоем мягкого силикона и справилась с заданием посложнее — напечатанной на 3D-принтере моделью человеческого тела. Сканер построил карту не только «костей», но и «кровеносных сосудов», которые располагались под слоем «мышц». Кроме того, система просканировала неисправный электронный компонент, указав на место разрыва цепи у отверстия, которое просверлили в неверном месте — внешний слой для этого повреждать не пришлось.