Ученые дают роботам ощущение ощущения с тканью, которая имитирует человеческую кожу

Роботы преуспевают во многих вещах, но у них есть хорошее чувство прикосновения, не среди них. Независимо от того, сбрасывают ли они предметы или слишком крепко зажимая, что сокрушает объект, многие роботы борются с этими основными навыками, которые овладели людьми.

На протяжении многих лет ученые оснащены роботами камерами и другими инструментами, которые позволяют машинам лучше ощущать объекты. Но простое и экономически эффективное решение остается неуловимым.

Новый электронный текстиль (электронный текстиль), работающий в университете в Буффало, стремится решить эту проблему. Технология, описанная в исследовании опубликовано 30 июля в Природная связьимитирует, как нервы в наших руках ощущают давление и проскальзывая, захватывая предметы.

«Заявки очень захватывающие», – говорит Джун Лю, доктор философии, доцент кафедры UB по механической и аэрокосмической инженерии в Школе инженерных и прикладных наук. «Технология может быть использована в производственных задачах, таких как сборка продуктов и упаковка – в любой ситуации, когда люди и роботы сотрудничают. Это также может помочь улучшить инструменты роботизированной хирургии и Протезные конечности. “

Лю, также основной преподаватель института UB Renew, является соответствующим автором исследования. Дополнительные авторы включают Ehsan Esfahani, доктор философии, доцент профессора UB Департамента механической и аэрокосмической инженерии, несколько студентов UB и бывшего доктора философии UB. Студент из группы Лю, который в настоящее время является постдокторским ученым в Чикагском университете.

«Наш датчик функционирует, как кожа человека – она гибкая, высоко чувствительна и уникально способна обнаружить не только давление, но и тонкое скольжение и движение объектов», – говорит Вашин Гаутам, доктор философии. Кандидат в исследовательской группе LIU и первый автор исследования. «Это все равно, что придавать машины реальное чувство прикосновения и сцепления, и этот прорыв может изменить то, как роботы, протезирование и системы взаимодействия между человеческим и между людьми взаимодействуют с окружающим миром».

Исследователи интегрировали систему зондирования в пару 3D-печатных роботизированных пальцев, которые прикреплены к совместимому роботизированному захвату, разработанному группой Эсфахани.

«Интеграция этого датчика позволяет роботизированному захватыванию обнаружить проскальзывание и динамически корректировать его соблюдение и силы сцепления, что позволяет выполнять задачи манипуляции, которые ранее были трудно достичь»,-говорит Эсфахани.

Например, когда исследователи попытались вытащить медный вес из пальцев, захватчик почувствовал это и сразу же затянул ее захват.

«Этот датчик – недостающий компонент, который приближает роботизированные руки на один шаг ближе к функционированию как человеческая рука», – добавляет Эсфахани. Небольшое движение объекта вызывает трение между двумя материалами, которые, в свою очередь, генерирует электричество прямото-точных (DC)-явление, известное как трибоволтанский эффект.

Исследователи измерили время отклики системы чувствительности и обнаружили, что она сопоставимо с возможностями человека. Например, для реагирования в зависимости от эксперимента была система от 0,76 миллисекунд до 38 миллисекунд. Человеческие сенсорные рецепторы обычно реагируют от 1 до 50 миллисекунд.

«Система невероятно быстрая, и в пределах биологических тестов, изложенных человеческими показателями», – говорит Лю. «Мы обнаружили, что чем сильнее или быстрее скольжение, тем сильнее ответ от датчика – это случайно, потому что он облегчает создание алгоритмов управления, чтобы робот мог действовать с точностью».

Исследовательская группа планирует дополнительное тестирование системы зондирования, включая интеграцию формы искусственного интеллекта, известного как обучение подкреплению, которое может еще больше улучшить роботСлово.