Блог компании ua-hosting.company. В былые времена компьютеры считались чем-то невероятным, чем-то таинственным и крайне сложным для понимания. Сейчас же компьютерные технологии в той или иной степени присутствуют практически в любом аспекте человека. Очевидно, что изучение и совершенствование человеко-компьютерного взаимодействия стало весьма популярным. Если же добавить сюда роботов, то уравнение становится еще сложнее.

Многие исследования, которые проводятся с помощью робототехники, являются опосредованными с точки зрения человека. Проще говоря, робот взаимодействует с объектом и окружающей средой, а мы уже взаимодействуем с роботом или данными, которые он собрал. В данном сценарии робот служит посредником, нежели инструментом, так как сам человек не в состоянии «чувствовать» то, что ощущает робот.

Ученые из университета Рицумейкан (Япония) решили изучить этот вопрос, обратив свое внимание на микроботов, которые взаимодействуют с насекомыми. Они создали систему, состоящую из мягких роботизированных пальцев, которая позволяет человеку (почти) напрямую взаимодействовать с насекомыми.

Из чего состоит система, как именно она работает, и каким потенциалом она обладает с практической точки зрения? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Основа исследования

Одним из любопытных фактов компьютерной истории являются габариты первых вычислительных машин. Они были настолько большие, что занимали целые комнаты. С тех пор технологии развивались стремительно, а задача ученых и инженеров фактически свелась к тому, чтобы сделать компьютер не только мощнее, но и меньше. В наши дни микроэлектромеханические системы (MEMS от micro electromechanical system) и технологии «лаборатория на кристалле» (LOC от lab-on-a-chip) позволяют интегрировать самые разные функции в очень маленькие микросхемы.

Роботы бывают разных размеров, что зависит от их функций и соответствующих задач. Большие роботы или андроиды отлично справляются с задачами, которые существуют в макромире, как и люди. А вот микроботы работают в микромире, который обычным роботам недоступен. Если же между микроботом и человеком установить промежуточную систему в виде тактильного интерфейса, то можно получить практически прямое взаимодействие самого человека и микромира.

Ответ на вопрос «что есть микромир» будет напрямую зависеть от того, учеными из какой области науки он изучается. К примеру, для биологов (в частности для энтомологов) микромир — это мир насекомых. И разного рода микросенсоры и микроботы уже активно используются для его изучения.

Одним из изучаемых вопросов была сила полета летающих насекомых. Для измерения силы использовались прямое измерение с помощью микросенсоров и обработка изображений для захвата движения. К примеру, деформация, движение и генерируемая сила крыльев мотылька были измерены оптически. Аэродинамическая вертикальная сила составляла примерно 7 мН, что примерно в 5 раз сильнее силы тяжести, действующей на мотылька (1.3 мН).

Помимо силы полета изучалась и сила лапок различных насекомых. К примеру, палочники, чью силу лапок изучали с помощью специальной микроплатформы. Медиана разницы между значением силы в начале и в конце шага составила –3.0 мН (сгибание лапки) и 6.0 мН (разгибание лапки).

Изображение №1

Вышеописанные примеры измерений были бы невозможны без применения той или иной формы микротехнологий. В рассматриваемом нами сегодня труде ученые продемонстрировали систему взаимодействия микроробота и насекомого с помощью мягкого микропальца, интегрированного с искусственным мышечным приводом и датчиком тактильной деформации (1a). Искусственный мышечный привод для микропальца, представляющий собой пневматический баллонный привод (PBA от pneumatic balloon actuator), изготовленный из полимера, достаточно мягкий и безопасный, чтобы аккуратно взаимодействовать с насекомыми. Эти пальцы настолько точны и аккуратны, что позволяют человеку работать не только с насекомыми, но и с клеточными агрегатами диаметром 200 мкм (к примеру, hMSC).