Новое роботизированное «Touch» видит опасность, прежде чем он попадет

Роботы становятся все более интегрированными в повседневную среду – от домов и больниц до фабрик и ферм. Однако безопасная работа вокруг людей требует нечто большее, чем прочность или скорость. Роботы также должны ощущать свое окружение, обнаружить физический контакт и быстро реагировать. Обычные датчики, особенно те, которые встроены в мягкие материалы, часто терпят неудачу, когда дело доходит до тактильного и близости в режиме реального времени.

Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа во главе с профессором Ван Ан-Хо и доктором Куаном Хань Луу из Японского института науки и технологий (JAIST), Япония, разработала ProTAC, новую видение, основанное на мягком зондировании для роботов. Исследование было опубликовано в журнале IEEE транзакции на робототехнике 28 июля 2025 года и представляет масштабируемый подход к мультимодальному роботизированному восприятию.

В ядре ProTAC находится полимер-диспергированный жидкокристаллический слой (PDLC), который может переключаться между прозрачными и непрозрачными состояниями, когда применяется напряжение. При прозрачном, встроенные камеры могут «видеть» через кожу, чтобы обнаружить близлежащие объекты. Когда они непрозрачны, те же камеры отслеживают, как деформируется кожа, позволяя роботу ощущать прикосновение, давление и место контакта. Это двойное зондирование обеспечивает восприятие окружающей среды в реальном времени, используя один мягкий слой, устраняя необходимость в сложной встроенной электронике.

«Это новшество с простотой дизайна датчика позволяет роботам воспринимать как контакт, так и близлежащие препятствия через большую кожу в режиме реального времени, чего трудно достичь с обычными электронными шкурами»,-объяснил профессор Хо.

Чтобы подтвердить дизайн, команда разработала прототип под названием The Protac Link, цилиндрический сегмент робота, обернутый в мягкую чувствительную кожу и оснащенный стереокамерами на обоих концах. Этот прототип может обнаружить приближающиеся объекты с разных углов, расстояние оценить и распознавать несколько точек сенсорной точки с высокой точностью. Он также поддерживает адаптивное поведение, такое как корректировка скорости на основе близости и устранение рефлексивного контакта.

«ProTAC может быть применен к ловковым роботизированным манипуляциям в различных областях, где безопасность и деликатное физическое взаимодействие имеют решающее значение», – говорит доктор Луу.

Исследователи представляют широкие применения в совместной робототехнике, вспомогательные устройстваи мягкие роботизированные системы в сельском хозяйстве или домашнем уходе. На заводах роботы, оснащенные ProTAC, могут замедлиться или останавливаться, когда приближается человеческий работник. При уходе за пожилыми людьми роботы обслуживания могут оказать физическую помощь при сохранении безопасного, отзывчивого контакта. В долгосрочной перспективе Protac может способствовать развитию систем восприятия всего тела для гуманоидные роботыПолем

«В долгосрочной перспективе это исследование закладывает основу для интеллектуальных гуманоидных роботов общего назначения, оснащенных мультимодальными скинами с мягким зондированием всего тела, особенно с теми, у кого есть чувство прикосновения– сказал доктор Хо.

Наряду с кожей, команда разработала алгоритмы обучения и стратегии контроля, которые конвертируют Данные датчика в роботизированные действия, обеспечивая отзывчивое и автономное поведение в динамических средах. Разработанная с учетом простоты, модульности и масштабируемости, система Protac может быть интегрирована как в новые, так и в существующие роботизированные платформы.

Чтобы ускорить прогресс в этой области, исследователи сделали свои файлы проектирования, модели и программное обеспечение с открытым исходным кодом. Сочетая механическую простоту с мультимодальным восприятием, Protac приближает роботов на шаг ближе к пониманию и безопасному взаимодействию со сложным, тактильным миром вокруг них.