06.06.2013

Усовершенствованная кожа позволила сделать роботов чувствительными

Роботы получат беспрецедентно чувствительную кожу, оснащенную новым поколением сенсоров, сообщает Science Daily.

Роботы могут стать намного более «чувствительными» благодаря новым сенсорным технологиям, разработанным европейскими учеными. Инновации приведут к разработке новых платформ для работы роботов, которые в один прекрасный день появятся на промышленных предприятиях, в больницах и даже в наших домах.

Новые функции и инновационная система для повышения «чувствительности» позволят усовершенствовать работу роботов при различных установочных параметрах и их способность взаимодействовать и сотрудничать друг с другом и с людьми.

Проект «Технологии, основанные на использовании новой искусственной кожи и новых функций, разработанные для безопасных, автономных и интерактивных роботов» (ROBOSKIN) финансируется ЕС. В ходе проекта разработаны новые сенсорные технологии и системы управления роботами, которые наделили их функцией искусственного осязания, до сих пор незнакомой роботам.

По словам партнеров по проекту из Италии, Швейцарии и Великобритании, было очень важно создать роботов, которые использовали бы тактильные ощущения, такие как «прикосновения» или «осязание», и выработать у них поведенческие механизмы, предполагающие, что взаимодействие между человеком и роботом безопасно и будет эффективно в случае предполагаемого продолжения данного взаимодействия.

Искусственная кожа смоделирована в значительной степени по образцу настоящей кожи. Учеными была создана сеть крошечных нервных окончаний, способных чувствовать или ощущать происходящие снаружи изменения; они чувствуют холод или тепло, различают шершавые и гладкие поверхности. В случае с роботами электронные сенсоры собирают эти так называемые «тактильные данные» и обрабатывают их с помощью фронтально загруженного прикладного программного обеспечения, которое впоследствии определяет модель поведения самого робота.

«Таким образом, мы выбрали программирование посредством демонстрации и «обучения», чтобы роботы поняли, как они должны ощущать, действовать и взаимодействовать, – поясняет координатор проекта профессор Джорджио Каната из Университета Генуи, Италия. – Мы должны были обеспечить роботов необходимой информацией, чтобы помочь им научиться правильно реагировать на тактильный и физический контакт с внешним миром».

Каспар – дружелюбный робот

Система восприятия роботов чрезвычайно сложна, поэтому исследователи проекта ROBOSKIN начали с простых лабораторных испытаний по классификации типов или степеней ощущений. Они создали геометрическую карту, основываясь на данных, полученных в ходе продолжительного контакта между испытуемым роботом и окружающей средой, чтобы разработать «представление о теле» – систему параметров, посредством которых получаемые из внешнего мира данные могут быть преобразованы роботом в поведенческую реакцию.

С другой стороны, сенсорные ткани ROBOSKIN были использованы уже и не в лабораторных условиях: их прикрепили роботу Каспару из университета в Хартфордшире к местам наиболее частых соприкосновений (ноги, щеки, руки). Этот робот-гуманоид был разработан, чтобы помогать детям, страдающим аутизмом, развивать навыки общения.

«С помощью наших датчиков робот чувствовал или обнаруживал контакты, а собранные таким образом данные помогли нам составить классификацию контактов. Например, мы выделили группы желательных и нежелательных прикосновений», – объясняет профессор Каната.

Ученые, работающие над проектом ROBOSKIN, пробовали работать с различными технологиями – от распространенных сегодня в технологиях восприятия емкостных датчиков до высокопроизводительных датчиков, используемых в пьезоэлектрических материалах. Ученые пробовали работать и с гибкими органическими полупроводниками.

«В ближайшем будущем мы все чаще будем работать с пьезоэлектрическими материалами. Они могут действовать как датчики, потому что способны реагировать на изменения, вызванные контактом с внешней силой, – предсказывает профессор Каната. – Но датчики с использованием органических полупроводников – это будущее такого рода технологий, так как мы со временем сможем создавать микросхемы на различных органических материалах, таких как искусственная кожа или на гибких материалах, и они в конце концов станут гораздо дешевле в производстве, и их производство станет массовым».

Проект ROBOSKIN должен был закончиться прошлым летом, но исследователи продолжают совершенствовать свои наработки. При этом они активно занимаются продвижением технологии и поиском источников финансирования.

Александр Федоров

Источники:

1. km.ru