Новая электронная кожа инноваций дает роботов и протезирование исключительным чувством касания

Роботов и протезов в ближайшее время может быть осязание, эквивалентную или лучше, чем, человеческая кожа с асинхронного кодовый электронный кожи (асов), искусственную нервную систему, разработанную командой исследователей Национального университета Сингапура (NUS).

Новые электронные системы кожи достигается ультра-высокая чувствительность и устойчивость к повреждениям, и может быть в паре с любым типом датчика слои кожи, чтобы эффективно функционировать в качестве электронной кожи.

Инновации, достигнутые доцент Вениамин тройник и его командой из отдела материаловедения и инженерии в университете инженерный факультет, была впервые отмечена в престижном научном журнале Science робототехники на 18 июля 2019 года.

Быстрее, чем человеческий сенсорной нервной системы

«Люди используют осязание для выполнения практически ежедневные задачи, такие как собирание чашки кофе или рукопожатие. Без этого мы даже теряем чувство равновесия при ходьбе. Аналогично, роботы должны иметь осязание для того, чтобы лучше взаимодействовать с людьми, но роботы сегодня по-прежнему не чувствую объектов очень хорошо», — пояснил помощник Проф тройник, который работает на электронных кожей технологий уже более десяти лет в надежде, что роботы и протезы лучше осязание.

Черпая вдохновение из сенсорной нервной системы человека, команда СГУ провел полтора года развитие сенсорной системы, которые потенциально могли бы работать лучше. В то время как тузы электронная нервная система обнаруживает сигналы, как датчик нервная система человека, состоит из сети датчиков, подключенных через один электрический проводник, в отличие от нервных пучков в коже человека. Также в отличие от существующих электронных оболочек, которые взаимосвязаны систем электропроводки, что может сделать их чувствительными к повреждению и трудно масштабировать.

Говоря о вдохновении, ассистент Проф тройник, который также проводит личный прием в СГУ кафедры электротехники и вычислительной техники, национальный университет Сингапура медицинский институт инноваций и технологий (iHealthTech), Н. 1 институт здравоохранения и гибридных интегральных гибких электронных систем (HiFES) программы, сказал: «человеческая сенсорная нервная система является чрезвычайно эффективной, и это работает все время до такой степени, что мы часто принимаем это как должное. Он также очень устойчив к повреждениям. Наше чувство осязания, например, не пострадали, когда мы страдаем порез. Если мы можем имитировать как наша биологическая система работает и сделать его еще лучше, мы можем добиться огромных успехов в области робототехники, где электронные шкуры применяются преимущественно».

Тузы могут обнаружить штрихи более чем в 1000 раз быстрее, чем на сенсорной нервной системы человека. Например, он способен дифференцировать физические контакты между различными датчиками менее чем на 60 наносекунд-самый быстрый когда-либо достигали электронная технология кожи — даже с большим количеством датчиков. Тузы с поддержкой кожи также может точно определить форму, структуру и твердость предметов в пределах 10 миллисекунд, в десять раз быстрее, чем моргание глаза. Этому способствует высокая точность и скорость захвата системы тузов.

Платформа тузы также могут быть разработаны для достижения высокой устойчивости к физическим повреждениям, важное свойство электронных оболочек, потому что они приходят в частом физическом контакте с окружающей средой. В отличие от существующей системы, используемой для соединения датчиков в существующие электронные скинов, все датчики в тузы могут быть подключены к общему электрическому проводнику с каждого датчика, работающих независимо друг от друга. Это позволяет асов с поддержкой электронных оболочек продолжать функционировать так долго, как существует единая связь между датчиком и проводником, что делает их менее уязвимыми к повреждению.

Умные электронные скины для роботов и протезов

Простая система проводки тузы и замечательную отзывчивость даже с увеличением числа датчиков основных характеристик, что будет способствовать расширению интеллектуального электронного скины для искусственного интеллекта (AI) заявки в роботы, протезы и другие человеко-машинные интерфейсы.

«Масштабируемость является критическим фактором, так как большие куски высокопроизводительных электронных оболочек, необходимых для покрытия относительно большой площади поверхности роботов и протезов», — пояснил помощник Проф тройник. «Тузов может быть легко сопряжена с любым типом датчика слои кожи, например, предназначенный для измерения температуры и влажности, чтобы создать высокую производительность тузов с поддержкой электронных кожу с исключительным чувством осязания, которое может использоваться для широкого диапазона целей», — добавил он.

Например, сопряжение тузов с прозрачной, самоисцеления и водостойкий датчик слой кожи также недавно разработанный командой Асст Проф тройник, создает электронную кожу, которая может самостоятельно ремонт, как человеческая кожа. Этот тип электронной кожи могут быть использованы для разработки более реалистичных протезов, которые помогут людям с ограниченными возможностями восстановить свое осязание.

Другие потенциальные применения включают разработку более интеллектуальных роботов, которые могут выполнять задачи аварийного восстановления или взять рутинных операций, таких как упаковка товаров на складах. Поэтому команда НУК ищет, чтобы в дальнейшем применить тузы платформы на современных роботов и протезов на следующем этапе своих исследований.