Гнучка сенсорна шкіра. Роботи тепер зможуть відчувати людей і легкий дотик

Про це пише видання Interesting Engineering.

Зазвичай такі завдання потребують двох різних типів сенсорів: одні реагують на відстань до об’єкта, інші — на легкий дотик. Маленькі електроди дають точне відчуття дотику, але бачать лише близькі предмети, а великі — відчувають далеко, але неточно. Це обмежувало дизайн електронних«шкір» для колаборативних роботів.

Читайте также: Теоретичний матеріал. Вчені змоделювали ідеальне скло, яке поводиться як кристал

Дослідники з South China University of Technology вирішили цю проблему за допомогою масиву гнучких ємнісних сенсорів із динамічним шаром екранізації. Завдяки йому робот може переключатися між віддаленим виявленням об’єктів і точним відчуттям дотику, не змінюючи розмір електродів.

Як пояснив доктор Чіе: «Коли ми читаємо книгу, зіниці звужуються, щоб побачити деталі. Коли дивимося на темну дорогу здалеку, вони розширюються, щоб збирати більше світла. Ми застосували ту ж логіку до електричних полів». Коли шар звужує площу сенсорів, система фокусується на окремих елементах, що дає точне відчуття. Коли шар розширюється, електроди створюють поле на більшу відстань, дозволяючи виявляти об’єкти до контакту.

У тестах сенсор помічав об’єкти на відстані понад 90 мм і відчував легкий дотик усього кілька грамів, витримуючи тиск до 400 кПа. За словами дослідників, максимальна глибина виявлення збільшилася на понад 100% порівняно з традиційними сенсорами.

Читайте также: Як перетворити iPad на другий монітор: повний гайд для Mac та Windows

Для створення сенсорів використовували метод жертвенного шаблону, щоб утворити мікропори, що дозволяє окремим елементам працювати по-різному. Однак електромагнітні завади, зміни температури та вологості залишаються проблемою для промислового використання. У майбутньому можуть знадобитися покращені екрани або алгоритми машинного навчання для фільтрації шуму.

Якщо ці труднощі подолають, роботи з однією адаптивною«шкірою» зможуть безпечно реагувати на людей і водночас точно відчувати дотик, спрощуючи систему сенсорів.