Китайские учёные создали датчик, позволяющий роботам и протезам ощущать текстуру предметов

Группа китайских ученых создала новую сенсорную систему, имитирующую кончик человеческого пальца. Датчик, имитирующий подушечку человеческого пальца, может в режиме реального времени определять текстуру предмета, к которому прикасается. Со временем учёные надеются выйти на новый уровень и позволить людям с протезами чувствовать то, что определяет датчик. Также разработка пригодится в робототехнике.

Разработанный исследователями из Южного научно-технического университета (SUSTech) в Шэньчжэне, Университета Сидянь в Сиане и Университета Хьюстона датчик с помощью технологии искусственного интеллекта способен распознавать различные текстуры, включая шерсть, лён, нейлон, полиэстер и саржу, и показывать результаты пользователям в режиме реального времени.

«Сенсорная система, интегрированная в протез пальца, может идентифицировать 20 различных коммерческих тканей со 100-процентной точностью при фиксированной скорости скольжения», — пишет команда в статье, опубликованной в среду в рецензируемом журнале Nature Communications.

Датчик крепится к кончику пальца протеза руки. Когда он скользит по различным тканям, сигнал поступает на компьютер и анализируется методом машинного обучения. В настоящее время результат распознавания отображается на экране. Датчик определяет текстуру как через статическое давление, так и через высокочастотные вибрации. По словам исследователей, эта система с одним датчиком является более простой и надежной по сравнению с существующими, требующими использования двух датчиков, интегрированных с двумя наборами систем сбора данных.

«Ожидается, что такая система будет способствовать развитию сенсорных технологий в робототехнике и протезировании и потенциально полезна для сенсорного восстановления пациентов, использующих искусственные протезы, в основе которых лежит применение виртуальной реальности на основе тактильных ощущений и бытовой электроники», — заявили исследователи.

Ведущий автор работы Го Чуаньфэй (Guo Chuanfei), профессор кафедры материаловедения и инженерии SUSTech, сообщил, что команда работает над тем, чтобы данные с датчика не только выводились на экран, но, чтобы люди с протезами конечностей могли чувствовать то, что обнаруживает датчик. «Передача электрических сигналов в мозг через нервы все еще остается достаточно сложной технологической задачей, — отмечает Го Чуаньфэй. — Поэтому мы перешли к передаче сигналов на кожу других частей тела, например, верхней части руки или груди, что позволяет мозгу обрабатывать полученную информацию».

По его словам, помимо применения в робототехнике и для людей с протезами, технология может быть использована в виртуальной реальности — например, пользователь сможет дистанционно ощущать прикосновения во время видеозвонков или чувствовать текстуру продуктов при совершении покупок в интернете.