Робот с искусственной кожей чувствует даже легкие прикосновения — Роботех

Робот с искусственной кожей чувствует даже легкие прикосновения

Вдохновленная человеческой кожей, команда из Технического университета Мюнхена (TUM) разработала систему, объединяющую искусственную кожу с алгоритмами управления, и использовала ее для создания первого автономного робота-гуманоида с искусственной кожей, покрывающей все тело.

Искусственная кожа, разработанная профессором Гордоном Ченгом и его командой, состоит из шестиугольных ячеек размером с монету в два евро. Каждый оснащен микропроцессором и датчиками для обнаружения контакта, ускорения, близости и температуры. Такая искусственная кожа позволяет роботам воспринимать свое окружение гораздо более детально и с большей чувствительностью. Это не только помогает им безопасно двигаться. Это также делает их более безопасными при работе рядом с людьми и дает им возможность предвидеть и активно избегать несчастных случаев, сообщает пресс-служба Технического университета Мюнхена.

Сами клетки кожи были разработаны около 10 лет назад Гордоном Ченгом, профессором когнитивных систем в TUM . Но это изобретение раскрыло весь свой потенциал только при интеграции в сложную систему.

Самым большим препятствием в разработке кожи робота всегда была вычислительная мощность. Кожа человека имеет около 5 миллионов рецепторов. Усилия по внедрению непрерывной обработки данных с датчиков в искусственной коже скоро окажутся за гранью. Предыдущие системы были быстро перегружены данными от нескольких сотен датчиков.

Чтобы преодолеть эту проблему, используя подход NeuroEngineering, Гордон Ченг и его команда не проводят постоянный мониторинг клеток кожи, а используют систему, основанную на событиях. Это снижает трудоемкость обработки до 90%. Хитрость: отдельные ячейки передают информацию от своих датчиков только при изменении значений. Это похоже на работу нервной системы человека. Например, мы чувствуем шляпу, когда впервые надеваем ее, но мы быстро привыкаем к ощущению. Нет необходимости снова замечать шляпу, пока ветер не свалит ее с нашей головы. Это позволяет нашей нервной системе сконцентрироваться на новых впечатлениях, которые требуют физической реакции.

Благодаря подходу, основанному на событиях, профессор Ченг и его команда теперь преуспели в применении искусственной кожи к автономному роботу размером с человека, не зависящему от каких-либо внешних вычислений. Робот H-1 оснащен 1260 ячейками (с более чем 13000 датчиков) на его верхней части тела, руках, ногах и даже подошвах его ног. Это дает ему новое «телесное ощущение». Например, с помощью чувствительных ножек H-1 способен реагировать на неровные поверхности пола и даже балансировать на одной ноге.

Благодаря своей особой коже, H-1 может даже безопасно обнять человека. Это менее тривиально, чем кажется: роботы могут оказывать силы, которые могут нанести серьезный вред человеку. Во время объятий два тела соприкасаются в разных местах. Робот должен использовать эту сложную информацию для расчета правильных движений и создания правильного контактного давления. «Это может быть не так важно для промышленного применения, но в таких областях, как уход за больными, роботы должны быть рассчитаны на очень тесный контакт с людьми», — объясняет Гордон Ченг.

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *