Учёные из Китая продвинули робототехнику на новый уровень, создав искусственную нейроморфную кожу для гуманоидных роботов. Эта электронная оболочка не только фиксирует прикосновения и давление, но и способна распознавать опасные воздействия, которые человек воспринял бы как боль. и запускать защитную реакцию без задержек. Это важный шаг к тому, чтобы роботы в реальном мире действовали более безопасно и интуитивно.
Почему это важно
У людей быстрый рефлекс при прикосновении к горячему предмету работает через нервную систему: сигнал кардинально обходится через спинной мозг и мышцы активируются прежде, чем мы осознаем боль. Такая скорость предотвращает ожоги. У роботов же сейчас приходится отправлять данные с датчиков в центральный процессор, ждать обработки и только потом получать команду на движение. Даже небольшая задержка повышает риск повреждения машины или окружающих предметов.
Как устроена новая "кожа"
Разработанная в City University of Hong Kong система называется NRE-skin (neuromorphic robotic electronic skin). Она состоит из нескольких слоёв, которые имитируют человеческую кожу и нервную систему:
Внешний защитный слой служит аналогом эпидермиса.
Под ним слой сенсоров и цепей, которые работают по принципу нервных импульсов.
Даже без контакта с предметами кожа регулярно отправляет слабый электрический сигнал в центральный процессор, как бы проверяя своё состояние. Если сигнал прекращается значит, поверхность повреждена, и робот узнаёт, где именно произошёл разрыв.
Когда кожа соприкасается с объектом, она посылает импульсы, которые несут информацию о силе прикосновения. При обычных касаниях эти сигналы анализируются центральным процессором. Но если сила превышает заранее заданный порог, то система генерирует высоковольтный импульс, который направляется прямо к моторам минуя CPU. Это позволяет роботу буквально дернуть руку назад мгновенно, как человек reflex-ом отдергивает руку от горячего.
Самовосстановление и дальнейшие планы
Учёные предусмотрели и практичность. Кожа собрана из магнитных сегментов, которые легко отсоединяются и заменяются новыми, если какой-то участок повреждён. Это позволяет быстро ремонтировать робота без сложных процедур.
Следующий шаг в разработке улучшить чувствительность так, чтобы кожа могла одновременно различать множество точек прикосновения, не путая сигналы друг с другом.
Источник: TechExplore