Нас ждет мир усатых роботов

Нас ждет мир усатых роботов

Ученые разработали инновационную систему тактильных датчиков с очень широкой областью применения.

Исследователям удалось придумать новую систему датчиков осязания. Эта технология может быть использована, например, при поиске и спасении людей в горящих зданиях, в бытовой технике, в хирургии. Принцип действия датчиков разработан на основе наблюдения за обыкновенными крысами и этрусскими землеройками.

Сенсорные системы, которые воспроизводят осязание, интенсивно разрабатываются в современной робототехнике. Но до сих пор эти сенсоры пытались продублировать наиболее очевидный для нас способ осязания - с помощью пальцев. Но пальцы - это отнюдь не самый идеальный инструмент для искусственного осязания. Искусственные пальцы роботов имеют большие проблемы с износом. Да и в природе есть гораздо лучший прототип, гораздо более чувствительное и характерное почти для всех млекопитающих устройство - усы. Кстати, человек, это чуть ли не единственный вид живых существ, у которого нет датчиков-усов. Вернее, он были, но в эволюционном развитии стали больше не нужны.

Испытания показали, что датчики-усы действительно дают определенное преимущество по сравнению с другими подходами

Ученые разработали не только искусственные усы, но и роботов, подобных грызунам и способных передвигаться на ощупь. Испытания показали, что такие датчики действительно дают определенное преимущество по сравнению с другими подходами.

"Для начала мы должны были понять, как именно млекопитающие используют усы. Около трети проекта занимало исследование, посвященное поведенческой неврологии, в том числе съемке крыс и землероек высокоскоростными камерами с одновременным наблюдением за их нейронной активностью", - говорит Тони Прескотт, профессор из Шеффилдского университета и координатор проекта.

Затем исследовательская команда попыталась воспроизвести вибриссу в искусственной системе. Принцип ее действия - измерение вибрации у самого основания усов, вызванной соприкосновением с поверхностью. Миниатюрные двигатели позволяют отдельным усикам или их группам перемещаться и соприкасаться с объектами так же, как это делают грызуны. Последующая программная обработка определяет тип поверхности, с которой соприкоснулись вибриссы - например, гладкая она или шероховатая, ровная или нет. Можно даже понять движется ли объект, с которым произошло соприкосновение.

Применение такого подхода в робототехнике значительно повышает точность и эффективность устройств. Кроме того, они гораздо более надежны. Чувствительный компонент в "пальцевом" устройстве непосредственно соприкасается с окружающей средой и может быть поврежден. Искусственные усы же, как и их природные аналоги, продолжают функционировать даже будучи сломанными, поскольку их электронные компоненты не контактируют с внешними объектами. Также их легко заменить.

Цена производства датчиков-усов еще высока, но создатели предполагают, что она будет снижена, и технология станет общедоступной. Например, в быту датчики можно будет применять в пылесосах, дабы обеспечить эффективную очистку в зависимости от типа поверхности. В медицине подобные сенсоры могут выявлять различные типы плохо видимых тканей или костей во время операции. Роботы могут использоваться и для помощи пожарным в поиске людей в задымленных зданиях, а также для контроля качества на производствах.