Роботы становятся все более совершенными в области зрения и передвижения, однако тактильные ощущения остаются одним из их главных недостатков.
Теперь исследователи разработали миниатюрный тактильный датчик, который может дать роботам нечто гораздо более близкое к человеческому осязанию.
Технология, разработанная исследователями из Кембриджского университета, основана на композитах из жидких металлов и графене — двумерной форме углерода.
Эта «оболочка» позволяет роботам определять не только силу нажатия на объект, но и направление приложенных сил, происходит ли скольжение объекта и даже насколько шероховатая поверхность, в масштабе, достаточно малом, чтобы конкурировать с пространственным разрешением кончиков человеческих пальцев.
Результаты их исследований опубликованы в журнале Nature Materials.
Человеческие пальцы используют множество типов механорецепторов для одновременного восприятия давления, силы, вибрации и текстуры.
Воспроизведение такого уровня многомерного тактильного восприятия в искусственных системах представляет собой серьезную проблему, особенно в устройствах, достаточно маленьких и прочных для практического применения.
«Большинство существующих тактильных датчиков либо слишком громоздки, либо слишком хрупки, либо слишком сложны в изготовлении, либо не способны точно различать нормальные и тангенциальные силы», — сказал профессор
Тауфик Хасан из Кембриджского центра графена, возглавлявший исследование.
«Это было серьезным препятствием на пути к достижению действительно ловкой роботизированной манипуляции».
Для решения этой проблемы исследовательская группа разработала мягкий, гибкий композитный материал, сочетающий в себе листы графена, деформируемые металлические микрокапли и частицы никеля, внедренные в силиконовую матрицу.
Вдохновленные микроструктурами человеческой кожи, исследователи придали материалу форму крошечных пирамидок, некоторые из которых достигают 200 микрометров в поперечнике.
Эти пирамидальные структуры концентрируют напряжение на своих вершинах, что позволяет датчику обнаруживать чрезвычайно малые силы, сохраняя при этом широкий диапазон измерений.
В результате получился тактильный датчик, достаточно чувствительный для обнаружения песчинки.
По сравнению с существующими гибкими тактильными датчиками, новое устройство примерно на порядок превосходит их по размерам и пределам обнаружения.
Датчик также способен отличать силы сдвига от нормального давления, что позволяет ему определять момент начала скольжения объекта.
Измеряя сигналы с четырех электродов под каждой пирамидой, датчик может математически восстановить полный трехмерный вектор силы в реальном времени.
В ходе демонстраций команда интегрировала датчики в роботизированные захваты.
Роботы смогли захватывать хрупкие объекты, такие как тонкие бумажные трубки, не раздавливая их.
В отличие от обычных датчиков силы, которые полагаются на предварительную информацию о свойствах объекта, новая система адаптируется в режиме реального времени за счет обнаружения проскальзывания.
В еще меньших масштабах массивы микросенсоров могут определять массу, геометрию и плотность материала крошечных металлических сфер
путем анализа величины и направления силы.
Это открывает возможности для применения в малоинвазивной хирургии или микроробототехнике, где обычные датчики силы слишком велики.
Помимо робототехники, эта технология может иметь значительные последствия для протезирования.
Усовершенствованные искусственные конечности все чаще полагаются на тактильную обратную связь, чтобы обеспечить пользователям ощущение прикосновения.
Высокочувствительные миниатюрные 3D-датчики силы могут обеспечить более естественное взаимодействие с объектами, улучшая управление, безопасность и уверенность пользователя.
«Наш подход показывает, что для достижения высокоточного трехмерного тактильного восприятия не требуются громоздкие механические конструкции или сложная оптика», — сказал ведущий автор, доктор
Голинь Юнь, бывший стипендиат программы Newton International Королевского общества в Кембридже, а ныне профессор
Китайского университета науки и технологий.
«Сочетая интеллектуальные материалы со структурами, созданными по образцу кожи, мы достигаем характеристик, которые удивительно близки к тактильным ощущениям человека».
В перспективе исследователи полагают, что датчики можно будет еще больше миниатюризировать , потенциально доведя их размер
до менее 50 микрометров, приблизив их к плотности механорецепторов в человеческой коже.
В будущих версиях также могут быть интегрированы датчики температуры и влажности, что приблизит их к созданию полностью многомодальной искусственной кожи.
По мере того как роботы все чаще покидают контролируемые заводские условия и проникают в дома, больницы и непредсказуемые условия реального мира, подобные достижения в области тактильных ощущений могут произвести революцию, позволив машинам не просто видеть и действовать, но и по-настоящему чувствовать.
Заявка на патент подана через Cambridge Enterprise, инновационное подразделение университета.
Сообщает android-robot.com
Поделиться новостью:
Топ новости часа
Топ новости часа- "Продолжаю верить в справедливость и закон". Владислав Бакальчук раскрыл детали судебных разбирательств с бывшей женой Татьяной Ким...
- В Курской области выявили 28 случаев фиктивной регистрации иностранных граждан...
- Принц Гарри и Меган Маркл не могут найти дом после переезда в США...
- Депутат Нилов: у пенсионеров-должников могут удержать до 70% пенсии...
- "Помните про Гитлера". Ксения Собчак заявила, что не любит домашних животных...
- «Это вам не Нива»: Рендерные снимки 5-дверной Suzuki Jimny привели автомобилистов в восторг...
01:28, 26 Ноя Новый специальный пластырь будет передавать тактильные ощущения от экрана Выглядит как что-то перспективное. Изображение: science.org С самого появления сенсорных экранов люди грезили возможностью не просто тыкать пальцем в...
21:28, 16 Авг Не только небо: DARPA приближает эру беспилотников на базе ИИ Агентство передовых оборонных исследовательских проектов США (DARPA) продолжает активную разработку беспилотных боевых систем. На этой неделе стало и...
19:11, 06 Апр В сочетании с правильным питанием EMS-тренировки дают заметные результаты уже в короткие сроки EMS-тренировки — это новый и эффективный подход в фитнесе, который сочетает обычную физическую нагрузку с воздействием электрических импульсов на мыш...
15:28, 06 Май Что за фокусы такие? Юбилейный iPhone получит тактильные кнопки вместо физических По данным китайского инсайдера Instant Digital, Apple продолжает тестировать твердотельные тактильные кнопки для юбилейного iPhone, выход которого ож...
19:28, 28 Авг Искусственная шуба Светланы Бондарчук стала объектом насмешек Собчак Телеведущая и модель Светлана Бондарчук в шоу своей подруги Ксении Собчак «Осторожно, Собчак!» похвасталась своим гардеробом. Фото tolkne...
05:28, 26 Авг «Искусственная бедность россиян»: Экономист Делягин объяснил Силуанову причину нищеты в РФ Эльвира Набиуллина может быть ответственной за то, что народу нечего откладывать на «чёрный день». Министр финансов России Антон Силуанов выступил с ...
11:28, 12 Май Искусственная кровь спасает раненых, а сибирская мерзлота открывает охоту на древних хищников Пока в лабораториях США и Японии готовят революцию в тактической медицине, создавая кровь, которую можно носить в рюкзаке годами, в Сибири из ледяног...
06:28, 01 Июн SpaceX резко приближает Марс: первые миссии Starship перенесли с 2030 на 2028 год, названы цены На сайте компании появились новые сроки отправки кораблей к Красной планетеSpaceX обновила информацию о марсианской программе на своем сайте и неожид...
20:28, 16 Май В Китае роботам будут выдавать «паспорта» Новая система идентификации позволит отслеживать весь жизненный путь гуманоидного робота, а также упростит перепродажуКитай начал вводить систему «па...
17:28, 27 Ноя Джеррард о «Ливерпуле»: «Кризис» – слишком громкое слово, но каждое поражение приближает его. Если Слот не найдет решение, они продолжат испытывать трудности» Экс-полузащитник «Ливерпуля» Стивен Джеррард порассуждал на тему кризиса в команде. «Красные» накануне уступили ПСВ (1:4) в Лиге чемпионов. Начиная с...
00:28, 15 Мар Новый чип позволяет роботам видеть в 4D, одновременно отслеживая расстояние и скорость Современные системы машинного зрения для роботов и дронов основаны на 3D-датчиках, которые, несмотря на свою мощность, не всегда успевают за быстрыми...
12:28, 02 Дек Искусственные сухожилия придают роботам с мускульным приводом дополнительную силу Наши мышцы – это природные приводы. Именно сухожильная ткань генерирует силы, приводящие наши тела в движение. В последние годы инженеры используют н...
20:28, 28 Окт Цифра дня: Сколько россиян готовы доверить приготовление еды в ресторанах роботам? 37% россиян согласны променять ресторанные блюда от живых поваров в пользу роботов Около 37% россиян заявили, что готовы попробовать блюда, приготовл...
15:28, 03 Сен В России стартует чемпионат True Tech Champ-2025 по программированию и роботам В России начался прием заявок на федеральный чемпионат по программированию и робототехнике True Tech Champ-2025. Организатором выступает компания МТС...
01:28, 25 Дек Машинное обучение помогает роботам четко видеть в полной темноте с помощью инфракрасного излучения От зон стихийных бедствий до подземных туннелей — роботов все чаще отправляют туда, куда людям небезопасно. Но во многих из этих мест отсутствует ест...
02:28, 21 Авг Учёные: Полупрозрачная кожа защищает стеклянную лягушку от хищников Трёхуровневый эксперимент раскрыл особый тип природного камуфляжа. Полупрозрачные лягушки попали в поле исследований учёных ещё в 1973 году в Коста-Р...
14:28, 15 Сен OpenAI возвращается к роботам: компания активно набирает инженеров и учёных для разработки ИИ, управляющего человекоподобными роботами В июне компания OpenAI усилила свои позиции в области робототехники, приняв на работу нескольких учёных, специализирующихся на разработке алгоритмов ...
01:28, 04 Дек Карбон, титан и кожа: обзор премиальных и стильных чехлов для iPhone Всё чаще замечаю, что люди, покупая дорогой iPhone 17 Pro Max (цифру в модели можете заменить на любую другую), надевают на него отвратительный китай...
22:28, 09 Сен Чистая и защищенная кожа: как избежать обострение акне в осенний период Смена времени года может провоцировать появление акне у людей с проблемной кожей. О том, какие средства нужно использовать в осенний период для умень...
23:28, 06 Апр Идеальная кожа весной: как правильно сочетать пилинги, ретинол и витамин С Шаг 1. Витамин С – мягкий старт сезона Весной кожа особенно уязвима к оксидативному стрессу и ультрафиолету, поэтому витамин С становится ключе...
21:28, 23 Янв Кожа и латекс: Ирина Шейк снялась в образе "доминатрикс" для обложки V Magazine Ирина Шейк стала героиней нового номера V Magazine. В фотосессии 40-летняя российская супермодель предстала в образе "доминатрикс".Ирина позировала п...
13:28, 01 Мар Сияющая кожа после зимы: простые весенние хитрости с кремами и масками После холодных месяцев кожа нуждается в особом внимании: следы усталости, обезвоженность, а иногда и слегка землистый оттенок – частые спутники...
16:28, 04 Янв Косы, кожа и металл. Похудевшая Ксения Собчак примерила образ "готической снегурочки" Ксения Собчак примерила новый образ, в котором появилась на одном из новогодних вечеров. 44-летняя ведущая опубликовала в своём инстаграме* фото, на ...
14:28, 13 Май Кожа, ботфорты и смоки-айз: 13-летняя звезда "Чебурашки" Ева Смирнова снялась во "взрослом" образе В сети обсуждают новую фотосессию 13-летней звезды фильма "Чебурашка" Евы Смирновой. В кадре актриса предстала с макияжем смоки-айз, в колготках в се...
07:28, 17 Янв С помощью хитрости кожа рук становится холеной за ночь - магазинный крем для рук на такое не способен freepik.comХоленая кожа рук за одну ночь — звучит как преувеличение, но это вполне реально. Просто магазинному крему для рук такая задача чаще всего ...
22:28, 30 Дек Технологии, позволяющие роботам распознавать намерения человека, могут привести к созданию более безопасных, умных и заслуживающих доверия машин Роботы становятся частью нашей повседневной жизни, от здравоохранения до помощи на дому. Но для того, чтобы люди действительно доверяли им и сотрудни...
10:28, 20 Апр Японские пляжи пустуют не просто так: тёплая вода скрывает то, от чего кожа горит неделями Япония — страна воды. Океан здесь повсюду. Кажется, что летом все пляжи должны быть забиты местными жителями, спасающимися от изнуряющей влажности. Н...
00:28, 05 Апр Корейский секрет красоты: замороженное яйцо для лица — кожа свежее уже через 2 минуты с утра Фото сгенерировано Умываться кубиком льда с яйцом вместо утреннего кофе — новый вирусный тренд ухода за кожей, пришедший из Кореи. Пользователи TikTo...
16:28, 24 Апр Маникюр в возрасте 50+: какие цвета лака выбрать на весну, чтобы кожа выглядела моложе Сделано shedevrum.aiПредставьте: вы только что сделали маникюр, но вместо комплиментов ловите на себе недоуменные взгляды. Знакомая история? С возрас...
15:28, 20 Сен Теплоносители на основе глицерина В наше время промышленность очень быстро развивается и ее оборудование тоже. Почти все оно требовательно к условиям внешней среды и эксплуатации. Поч...
03:28, 10 Авг Технологии в основе умных городов Концепция "умного города" — это не просто модный термин, а результат долгосрочной работы многих специалистов, научных исследований и внедрения передо...
15:28, 21 Фев Технология 3D-зрения лежит в основе автоматизации производства Однажды ночью в 2010 году Мохит Гупта решил кое-что попробовать перед тем, как покинуть лабораторию. В то время он был аспирантом в Университете Карн...
02:28, 09 Ноя В США ИИ-стартапы заподозрили в разработке своего ИИ на основе китайских моделей В США ведущих разработчиков ИИ заподозрили в использовании китайских больших языковых моделей при создании своих продуктов, в частности инструментов ...
16:28, 07 Окт HP представил мини-ПК ZGX Nano G1n AI Station на основе NVIDIA GB10 Компания HP представила рабочую станцию ZGX Nano G1n AI Station компактного форм-фактора, предназначенную для работы с ИИ. Устройство заключено в кор...
09:28, 10 Окт Эмоции на грани: за что зрители аплодируют спектаклю на основе Горе от ума В театре "Сфера" — премьера. Впервые за все годы существования этот театр обращается к драматургии Александра Сергеевича Грибоедова. Художественный р...
20:28, 10 Фев Исследователи обнаружили мозговой механизм, лежащий в основе «вспышек интуиции» Несмотря на десятилетия исследований, механизмы, лежащие в основе быстрых вспышек озарения, меняющих восприятие человеком окружающего мира, так назыв...
03:28, 22 Фев ИИ-модель AdGazer научилась предсказывать внимание к рекламе на основе контекста Учёные из Университета Мэриленда (США) и Тилбургского университета (Нидерланды) представили систему AdGazer — ИИ-инструмент для прогнозирования...
00:28, 26 Авг WADA применило санкции к 280 российским спортсменам на основе базы LIMS Всемирное антидопинговое агентство (WADA) вынесло обвинительные приговоры 280 российским спортсменам на основании данных московской антидопинговой ла...
21:28, 02 Фев МИД РФ указал на желание Киева уйти от обсуждения плана на основе Анкориджа Киев стремится увести внимание от процесса урегулирования и избежать обсуждения содержательной части плана США, основанного на анкориджских договорен...
09:28, 23 Дек Процессор на основе кремниевых атомов связывает 11 кубитов с точностью более 99% Для масштабирования квантовых компьютеров необходимо добавить и соединить больше кубитов. Однако предыдущие попытки сделать это приводили к потере ка...
00:28, 08 Сен Обзор камерам Google Pixel 10 сделали на основе 100 фотографий котов Google Pixel 10 получил обновлённую камеру, и главным отличием от прошлогоднего Pixel 9 стало появление телефотообъектива. В Pixel 9 его не хватало, ...
06:28, 09 Авг Новая реконфигурируемая система на основе мемристоров позволяет сортировать данные в памяти Организация данных в определённом порядке, также известная как сортировка, — это важная вычислительная операция, выполняемая широким спектром систем....
01:28, 15 Окт SOT-MRAM на основе вольфрама обеспечивает наносекундное переключение и энергосберегающее хранение данных Известно, что способность надёжно переключать направление магнитного поля в материалах, процесс, известный как переключение намагниченности, играет к...
14:28, 13 Май «Норникель» и ИОНХ РАН создадут ИИ-платформу для генерации новых материалов на основе палладия Компания и академический институт объединяют экспериментальные базы и алгоритмы, чтобы перейти от поиска материалов к их целевому проектированию под ...
21:28, 27 Окт «В основе — любовь»: Исакова постепенно возвращается к жизни после смерти Мороза Заслуженная актриса РФ Виктория Исакова появилась на красной дорожке премьеры фильма «Папины дочки. Мама вернулась» вместе с дочерью. Обе...
01:28, 23 Авг Учёные создали первый в мире квантовый кубит на основе живого белка Учёные из Чикагского университета и их коллеги реализовали новый, оптически управляемый спиновый кубит — не на твёрдом материале, как в алмазах...
16:28, 20 Мар Для трехслойных солнечных элементов на основе перовскита и кремния достигнута рекордная эффективность Исследователи из Лаборатории фотовольтаики и тонкопленочной электроники (PV-Lab) Инженерной школы EPFL и CSEM разработали новый солнечный элемент, со...
08:28, 13 Авг Охлаждение нового поколения: представлено решение Carbice Ice Pad на основе одномерных углеродных нанотрубок для ПК В процессорах для ПК потребительского класса в качестве термоинтерфейсного материала (TIM) для передачи тепла между процессором и радиатором традицио...
15:28, 09 Янв Нейросеть ChatGPT мощно обновилась и теперь помогает следить за здоровьем на основе данных с айфона Каждый из нас хотя бы раз гуглил симптомы, чтобы понять, стоит ли переживать из-за странного самочувствия или сбоев в организме. Так вот, теперь лезт...
05:28, 30 Авг 31 Concept и Bestcomp Group формируют стратегическое партнерство для развития сетевой аналитики на основе ИИ в Евразии Bestcomp Group, лидер в области ИКТ-решений и системной интеграции в странах Южного Кавказа и Центральной Азии, объявляет о начале сотрудничества с 3...
17:28, 04 Мар Перезаписываемый жесткий диск на основе ДНК может помочь решить растущий кризис хранения данных По всему миру ученые исследуют неожиданное решение растущего кризиса данных: хранение цифровой информации в синтетической ДНК. Идея проста, но мощна ...
15:28, 11 Апр Lenovo завершила приобретение компании Infinidat, специализирующейся на корпоративных решениях для хранения данных на основе ИИ Компания Lenovo объявила о завершении приобретения компании Infinidat, глобального поставщика высокопроизводительных решений для корпоративного хране...
07:28, 20 Фев Инструмент на основе искусственного интеллекта предлагает виды деревьев и варианты их размещения для охлаждения городских улиц на 3,5 °C Благодаря разработанному в Квинслендском технологическом университете инструменту на основе искусственного интеллекта, оптимизирующему места посадки ...
03:28, 16 Дек Артём получил новый городской бренд на основе буквы «Ё» и точек — Вячеслав Квон объяснил идею В Артёме представили новую стратегию бренда города, и мэр Вячеслав Квон объяснил, зачем в айдентику вернули букву Ё и почему символы-точки стали её о...
18:28, 01 Сен Большое обновление Telegram: музыка в профилях, новые профили, темы на основе подарков и многое другое Команда популярного мессенджера Telegram представила новую порцию обновлений, которые расширяют функциональность как для платных, так и бесплатных по...
08:28, 16 Май Впервые в Шанхае: мобильный оператор Shanghai Telecom представил тарифный план для услуг искусственного интеллекта на основе токенов Предусмотрены два варианта использованияКомпания Shanghai Telecom запустила новую систему тарификации вычислительных ИИ-мощностей на основе токенов, ...
21:28, 04 Дек Роналду инвестировал в Perplexity – поисковик на основе ИИ. На сайте запустили страницу с вопросами о португальце – о его «менталитете тигра», биологическом возрасте и другом Нападающий «Аль-Насра» и сборной Португалии Криштиану Роналду объявил, что инвестировал в поисковой сервис на основе искусственного интеллекта Perple...
00:28, 24 Фев «Барса» об обвинении в отмывании денег: «В основе – ложные или сфальсифицированные документы. Клуб будет жестко действовать против СМИ и отдельных лиц за использование ложной информации» «Барселона» отреагировала на обвинения в отмывании денег при заключении договоров с инвесторами. Как сообщалось ранее в El Periodico, жалобу в Национ...