Японские ученые разработали недорогую искусственную кожу с трехмерным зрением, которая позволяет роботу ощущать прикосновения почти так же, как человеку. Разработка поможет в будущем создавать «умные» приложения для медицины, здравоохранения и промышленности, сообщает пресс-служба Японского передового института науки и техники.

Подробно о ней рассказано в журнале IEEE Transactions on Robotics.

Новая система, получившая название TacLINK, может обрабатывать тактильную информацию и даже определять силу и геометрию контакта при взаимодействии с окружающей средой.

Исследователи создали структуру TacLINK на прозрачной акриловой трубке (служащей жестким костным каркасом), покрытой сплошной мягкой искусственной кожей с площадью чувствительности около 500 квадратных сантиметров. Они использовали силиконовый каучук для изготовления искусственной кожи из-за ее высокой эластичности и гладкости. Кроме того, материал можно было надуть, чтобы изменить его форму и жесткость.

Исследователи напечатали ряд маркеров на поверхности этой кожи, чтобы отслеживать ее деформацию, вместо того, чтобы встраивать датчики или электронные компоненты внутрь кожи. Это значительно снизило громоздкость, стоимость и риск повреждений. Система технического зрения состояла из двух коаксиальных камер видеонаблюдения, образующих стереокамеру, которая отслеживала трехмерное смещение маркеров на внутренней стенке кожи. Кроме того, исследователи использовали модель конечных элементов (МКЭ) для оценки структурной жесткости кожи.

Объединив данные из обоих этих источников, они смогли восстановить геометрию контакта и распределение контактных сил одновременно. Более того, в отличие от предыдущих исследований, этот метод работал для нескольких точек контакта.

Искусственную кожу можно легко изготовить методом литья и, следовательно, ее можно «надеть» на пальцы, ноги, грудь и голову робота. Ее можно использовать также в «умных» протезах для людей, что позволит инвалиду воспринимать тактильные ощущения так же, как здоровому человеку, отмечают авторы работы. Кроме того, ее также можно использовать для разработки различных сенсорных устройств в медицине, здравоохранении и промышленности.