У нас есть роботы, которые могут ходить, видеть, разговаривать, слышать и манипулировать объектами в своих роботизированных руках. Есть даже робот, который может чувствовать запахи.
Но как насчет тактильного чувства? Это легче сказать, чем сделать, и существуют ограничения для рассматриваемых в настоящее время методов, но мы разрабатываем новый метод, который может преодолеть некоторые из этих проблем.
Для людей прикосновение играет жизненно важную роль, когда мы двигаем наши тела. Прикосновение в сочетании со зрением имеет решающее значение для таких задач, как захват предметов — твердых или мягких, легких или тяжелых, теплых или холодных — без их повреждения.
В области роботизированных манипуляций, в которых рука или манипулятор должны подбирать объект, добавление ощущения осязания может устранить неопределенность при работе с мягкими, хрупкими и деформируемыми объектами.
Количественная оценка касания в инженерных терминах требует не только точного знания величины внешней силы, приложенной к датчику касания, но также необходимо знать точное положение силы, ее угол и то, как она будет взаимодействовать с объектом, которым манипулируют.
Тогда возникает вопрос о том, сколько из этих датчиков понадобится роботу. Разработка оболочки робота, которая может содержать сотни или даже тысячи сенсорных датчиков, является сложной инженерной задачей.
Понимание физических механизмов сенсорного восприятия в биологическом мире позволяет лучше понять, когда речь идет о создании роботизированного эквивалента — умной кожи. hp сервер купить бу
Но существенным препятствием для развития умной кожи является необходимая электроника.
Чувство осязания обычно измеряется датчиком, который может преобразовывать давление в небольшой электрический сигнал. Когда вы используете цифровые весы, чтобы взвеситься или отмерить ингредиенты на кухне, весы, вероятно, используют пьезоэлектрический преобразователь.
Это устройство, которое превращает силу в электричество. Затем крошечный электрический ток от преобразователя проходит по проводам к маленькому микрочипу, который считывает силу тока, преобразует его в значимое измерение веса и отображает его на экране.
Несмотря на то, что эти электронные устройства способны воспринимать различные уровни силы, они имеют ряд ограничений, которые делают его непрактичным для умной кожи. В частности, они имеют относительно медленное время реакции на силу.
Существуют другие типы датчиков касания, основанные на материале, меняющем свои другие электрические характеристики, такие как емкость или сопротивление. Возможно, эта технология встроена в экран вашего мобильного телефона, и если вы используете тачпад на своем компьютере, он наверняка будет использовать сенсорные датчики.
В последние годы был достигнут значительный прогресс в создании сенсорных датчиков, которые могут быть встроены в мягкие и гибкие материалы. Это именно то, что нам нужно для умной кожи.
Но многие из этих разработок полностью терпят неудачу (из-за типа чувствительности) в присутствии влаги. (Вы когда-нибудь пробовали использовали сенсорный экран вашего смартфона мокрыми руками?)
Медицинские приложения в настоящее время являются основной движущей силой спроса на гибкое и надежное определение силы. Например, умная кожа может быть использована для восстановления сенсорной обратной связи у пациентов с повреждением кожи или периферической невропатией (онемение или покалывание). Она также может быть использован для придания протезам рук базовой сенсорной способности.
Свежие комментарии