Четырёхслойная структура (защитный верхний слой + сенсоры + схемы как нервы) реализована в виде отдельных магнитных патчей, которые крепятся к роботу и легко снимаются. Такая модульность отлично подходит для ремонта без демонтажа всего робота.
Учёные продемонстрировали работу NRE-кожи на человекоподобном роботе. При легком прикосновении лицо робота улыбалось; при увеличении давления до неприятного уровня оно выражало тревогу; при превышении болевого порога кожа на его руке немедленно вызывала болевой рефлекс, а лицо робота выражало боль, идеально имитируя цепочку тактильных рефлексов у человека.
Мгновенные рефлексы обходят центральную обработку
Когда люди касаются горячей поверхности, сенсорные нервы посылают сигналы непосредственно в спинной мозг, вызывая немедленную мышечную реакцию до того, как мозг зарегистрирует боль. NRE-кожа воспроизводит этот механизм через четырёхслойную структуру, которая функционирует подобно биологической коже, согласно исследованию.
Внешний слой служит защитным барьером, аналогичным человеческому эпидермису, в то время как датчики и схемы под ним действуют как сенсорные нервы. Каждые 75-150 секунд кожа отправляет электрические импульсы центральному процессору робота для подтверждения нормальной работы. Если кожа повреждена, эти импульсы прекращаются, оповещая робота о местоположении повреждения.
При обычных прикосновениях кожа передаёт данные о давлении процессору. Однако, когда сила превышает заданный болевой порог, система отправляет высоковольтный сигнал непосредственно к двигателям робота, полностью минуя центральный процессор и вызывая немедленный рефлекс.
«Эта конструкция значительно улучшает осязание робота, безопасность и интуитивное взаимодействие человека с роботом для эмпатичных сервисных роботов», — написали исследователи.
Модульная конструкция обеспечивает быстрый ремонт
Кожа оснащена магнитными панелями, которые можно быстро снять и заменить за считанные секунды, что позволяет менять поврежденные участки без длительного обслуживания. Этот модульный подход решает проблемы долговечности по мере того, как роботы переходят из контролируемых промышленных условий в непредсказуемую реальную среду.
Это достижение происходит на фоне расширения использования человекоподобных роботов в сфере услуг. Несколько больниц развернули роботов для логистики и помощи пациентам, в то время как разработчики тестируют человекоподобных роботов для ухода за пожилыми людьми и выполнения домашних задач. Однако у современных роботов, как правило, отсутствуют инстинктивные защитные реакции, необходимые для безопасного взаимодействия с людьми.
Исследовательская группа сейчас работает над повышением чувствительности кожи для обработки нескольких одновременных точек касания без путаницы — способность, необходимая для роботов, работающих в сложных условиях среди людей.
Комментариев нет:
Отправить комментарий