Недавно Разработанная Электронная Кожа Усиливает Робототехнику Гуманоидов

Достижения в области искусственной или электронной кожи являются фундаментальными для создания гуманоидных роботов, поскольку кожа обеспечивает нас людьми чувством осязания, способностью обнаруживать температуру и боль, а также многими другими важными аспектами жизни. В человеческом теле имеются тактильные рецепторы, расположенные в коже, что позволяет нам преобразовывать температуру или механические стимулы в электрические сигналы для мозга.

Это крайне сложно воспроизвести эти способности в электронной коже, и современные версии могут обнаруживать только движение или температуру отдельно. До сих пор не было никаких, которые могли бы делать оба одновременно, как человеческая кожа, пока это не произошло.

Мультимодальная Ион-Электронная Кожа

Исследовательская группа в Стэнфордском университете разработала новую мультимодальную ион-электронную кожу, которая может сделать именно это. Применяя специальные свойства ионных проводников, группа смогла создать простые структуры, которые позволяют электронной коже измерять температуру и механическую стимуляцию одновременно.

В группу входили профессор Unyong Jeong из POSTECH и доктор Insang You из кафедры материаловедения и инженерии, а также профессор Zhenan Bao. Результаты были опубликованы в Science 20 ноября.

До этого развития электронная кожа часто страдала от больших ошибок при измерении температуры, когда к ней применялись механические стимулы. Группа обратилась к человеческой коже как к источнику вдохновения и создала датчик с электролитами, поскольку они ответственны за то, что человеческая кожа может растягиваться свободно без разрыва. Материал ионного проводника, содержащий электролиты, может иметь разные измеримые свойства в зависимости от частоты измерения.

Благодаря этому группа разработала мультифункциональный искусственный рецептор, способный измерять тактильное ощущение и температуру одновременно. Группа смогла получить время релаксации заряда и нормализованную емкость, которые являются двумя переменными, позволяющими измерять температуру и движение без реакции на другое.

Недавно разработанный искусственный рецептор имеет много потенциальных коммерческих применений, поскольку он может точно измерять температуру применяемого объекта и профиль деформации при внешних стимулах.

Кожа Гуманоида

Что касается мультимодальной ион-электронной кожи, ее можно применять к носимым температурным датчикам или кожам роботов, чтобы сделать их более гуманоидными.

Доктор Insang You является первым автором исследования.

“Когда указательный палец касается электронной кожи, электронная кожа обнаруживает контакт как изменение температуры, и когда палец давит на кожу, задняя часть контактной области растягивается и распознает ее как движение”, – сказал You. “Я подозреваю, что этот механизм является одним из способов, которыми фактическая человеческая кожа распознает разные стимулы, такие как температура и движение”.

Jeong был соответствующим автором.

“Это исследование является первым шагом в открытии двери для исследования мультимодальной электронной кожи с использованием электролитов”, – сказал Jeong. “Окончательной целью этого исследования является создание искусственной ион-электронной кожи, имитирующей человеческие тактильные рецепторы и нейротрансмиттеры, что поможет восстановить чувство осязания у пациентов, которые потеряли тактильное ощущение из-за болезни или несчастных случаев”.