<div><img src="//mc.yandex.ru/watch/24962684" style="position:absolute; left:-9999px;" alt="" /></div>

Прикосновение человека или робота? Нанотрубки делают нас похожими как никогда

Hands shaking — копия.png

Представьте человекоподобного робота в своей повседневной жизни. Он общается с вашими детьми и домашними животными, обслуживает вас в супермаркете, а при необходимости даже удаляет вам зуб или выполняет более сложную операцию. Теперь это стало возможным. Ученые наконец-то нашли ответ на вопрос о том, как наделить роботов осязанием, подобным человеческому. Хотя роботы не обладают человеческими чувствами, они могут распознавать окружающую их среду почти так же хорошо, как и человек.

Университет префектуры Осака (OPU) известен изобретением роботов, невероятно похожих на людей внешне – это Эрика и Ибука. Другая научная группа университета под руководством профессора Кунихару Такеи взялась за решение еще более амбициозной задачи – создать электронную кожу, способную «чувствовать», как человек.

Не задумываясь, мы можем ласково погладить щенка или крепко пожать кому-то руку, но современные роботы не способны различить эти типы прикосновений. По словам Кунихару Такеи, профессора кафедры физики и электроники OPU и руководителя научной группы, основным препятствием для этого является отсутствие одновременного мониторинга тактильного давления и изменения температуры. Интеграция сразу нескольких сенсоров долгое время была сложной задачей из-за упругой и гибкой структуры роботизированной руки «мягких роботов». Ученым OPU впервые удалось успешно интегрировать несколько тактильных и температурных датчиков на основе нанотрубок в пневматическую мягкую роботизированную руку, выполненную из похожих на надувные шарики баллонов, без ущерба для гибкости всей конструкции.

Совокупность четырех тактильных и одного температурного датчика на основе высокопроводящих одностенных углеродных нанотрубок определяет время запаздывания при воздействии тактильной силы. Это позволяет следить за скольжением или выскальзыванием предмета из роботизированной руки. Также это обеспечивает обратную связь в реальном времени и позволяет роботизированной руке регулировать свою работу, чтобы предотвратить падение предмета.

Figures_2-05 — копия_IhO8FmZ.jpg

Кроме того, роботизированная рука с датчиками на основе нанотрубок может определять тактильную силу и температуру, создаваемую человеческой рукой, при этом сенсоры измеряют тактильную силу каждого пальца по-отдельности. Эти функциональные возможности позволяют мягкой роботизированной руке имитировать человеческие пальцы и пожимать руку человеку.

Чувствительный механизм тактильных датчиков основан на анализе изменения контактного сопротивления между серебряной нитью и бумагой с гибким проводящим слоем из одностенных углеродных нанотрубок. В температурном датчике смесь одностенные углеродные нанотрубки и оксида олова (IV) (SnO2) повышают чувствительность температуры, а также улучшают стабильность длительного измерения. Для обоих устройств использовались одностенные углеродные нанотрубки TUBALLTM производства OCSiAl.

«Исходя из моего опыта, трудно найти электрически стабильную сеть углеродных нанотрубок, осажденную из раствора. Нанотрубки TUBALLTM настолько стабильны, что мы смогли разработать датчики температуры и тактильного давления с длительной стабильной работой», — говорит профессор Такеи.

Следующая задача по созданию по-настоящему человекоподобных роботов, стоящая перед учеными, — это увеличение количества датчиков в электронной коже, а также дальнейшее развитие систем обработки сигналов и обратной связи.

Дополнительная информация: Human-Like Electronic Skin-Integrated Soft Robotic Hand, Advanced Intelligent Systems https://doi.org/10.1002/aisy.201900018