Роботы научатся чувствовать боль и нежность
Ведь их новую кожу вырастили… из настоящих деревьев
Как настоящие деревья помогают машинам стать чуть более человечными?Финские ученые разрабатывают гибкую электронику, которая растягивается, пропускает свет, проводит ток и может работать как искусственная кожа. Материал нужен для протезов с чувствительностью к прикосновениям, мягких роботов для больниц, которые безопасно работают рядом с человеком.
Исследователи из Университета Турку взяли за образец листья деревьев. В листе жилки распределяют нагрузку, сохраняют легкость и не мешают поверхности сгибаться. По похожему принципу команда создает инженерный материал, который можно растягивать, сворачивать и изгибать без потери прозрачности, воздухопроницаемости и проводимости.
Проектом руководит Випул Шарма, доцент кафедры инженерии материалов Университета Турку. Его группа пытается сделать гибкую электронику не только удобной для носимых устройств и роботов, но и более экологичной. Обычные электронные компоненты часто используют жесткие материалы и зависят от сложных цепочек поставок. Финские исследователи ищут замену, которая сохранит нужные свойства, но снизит нагрузку на окружающую среду.
Материал уже проверяли на электронной коже для роботизированной руки. Исследователи закрепили гибкий слой на манипуляторе и встроили в него датчики давления. Когда к поверхности прикасались, сенсоры реагировали на контакт и передавали роботу тактильную обратную связь. Для мягкой робототехники и протезирования это важный шаг: искусственная поверхность должна не просто закрывать механизм, а считывать прикосновения и помогать устройству ориентироваться во внешней среде.
В перспективе похожая электронная кожа может помочь пользователям протезов ощущать давление, температуру и влажность. Современные искусственные конечности уже умеют выполнять сложные движения, но с чувствительностью все сложнее. Человеку часто приходится контролировать протез глазами, потому что рука не передает привычный сигнал о силе касания. Гибкая сенсорная оболочка может приблизить протезы к естественной работе человеческой кожи.
Такие материалы нужны и мягким роботам. В отличие от жестких промышленных манипуляторов, мягкие системы проектируют для безопасной работы рядом с людьми: они сгибаются под нагрузкой, лучше переносят контакт и могут адаптироваться к сложной среде. В больнице такой робот мог бы помогать поднимать пациентов или участвовать в реабилитации конечностей. В промышленности - переносить хрупкие предметы без повреждений. В спасательных операциях - пробираться в узкие пространства, куда жесткая машина не пройдет.
Отдельная часть проекта связана с заменой силиконовых компонентов на более экологичные материалы. Исследователи хотят уменьшить экологический след робототехнических систем без потери функциональности. Для Финляндии важен еще и сырьевой вопрос: группа изучает электронику на основе биомассы из местной древесины. Такой подход может снизить зависимость от импортных материалов и дать финской деревообработке новое высокотехнологичное направление.
Шарма сравнивает леса с финской нефтью: у страны много древесины, а значит, есть сырье для материалов с высокой добавленной стоимостью. Сейчас значительная часть компонентов для электроники поступает из Китая. Если биомасса из финской древесины сможет заменить часть импортных материалов, гибкая электроника получит не только новую форму, но и более понятную цепочку производства.
Источник
Исследователи из Университета Турку взяли за образец листья деревьев. В листе жилки распределяют нагрузку, сохраняют легкость и не мешают поверхности сгибаться. По похожему принципу команда создает инженерный материал, который можно растягивать, сворачивать и изгибать без потери прозрачности, воздухопроницаемости и проводимости.
Проектом руководит Випул Шарма, доцент кафедры инженерии материалов Университета Турку. Его группа пытается сделать гибкую электронику не только удобной для носимых устройств и роботов, но и более экологичной. Обычные электронные компоненты часто используют жесткие материалы и зависят от сложных цепочек поставок. Финские исследователи ищут замену, которая сохранит нужные свойства, но снизит нагрузку на окружающую среду.
Материал уже проверяли на электронной коже для роботизированной руки. Исследователи закрепили гибкий слой на манипуляторе и встроили в него датчики давления. Когда к поверхности прикасались, сенсоры реагировали на контакт и передавали роботу тактильную обратную связь. Для мягкой робототехники и протезирования это важный шаг: искусственная поверхность должна не просто закрывать механизм, а считывать прикосновения и помогать устройству ориентироваться во внешней среде.
В перспективе похожая электронная кожа может помочь пользователям протезов ощущать давление, температуру и влажность. Современные искусственные конечности уже умеют выполнять сложные движения, но с чувствительностью все сложнее. Человеку часто приходится контролировать протез глазами, потому что рука не передает привычный сигнал о силе касания. Гибкая сенсорная оболочка может приблизить протезы к естественной работе человеческой кожи.
Такие материалы нужны и мягким роботам. В отличие от жестких промышленных манипуляторов, мягкие системы проектируют для безопасной работы рядом с людьми: они сгибаются под нагрузкой, лучше переносят контакт и могут адаптироваться к сложной среде. В больнице такой робот мог бы помогать поднимать пациентов или участвовать в реабилитации конечностей. В промышленности - переносить хрупкие предметы без повреждений. В спасательных операциях - пробираться в узкие пространства, куда жесткая машина не пройдет.
Отдельная часть проекта связана с заменой силиконовых компонентов на более экологичные материалы. Исследователи хотят уменьшить экологический след робототехнических систем без потери функциональности. Для Финляндии важен еще и сырьевой вопрос: группа изучает электронику на основе биомассы из местной древесины. Такой подход может снизить зависимость от импортных материалов и дать финской деревообработке новое высокотехнологичное направление.
Шарма сравнивает леса с финской нефтью: у страны много древесины, а значит, есть сырье для материалов с высокой добавленной стоимостью. Сейчас значительная часть компонентов для электроники поступает из Китая. Если биомасса из финской древесины сможет заменить часть импортных материалов, гибкая электроника получит не только новую форму, но и более понятную цепочку производства.
Источник
Нет комментариев