Машины могут победить лучших шахматистов мира, но они не могут справиться с шахматной фигурой так же хорошо, как человек.
Это отсутствие ловкости роботов отчасти связано с тем, что искусственным захватам не хватает тонкого тактильного ощущения кончика пальца человека, которое используется для направления наших рук, когда мы берем предметы и обращаемся с ними.
Но теперь ученые создали это осязание в искусственном кончике пальца, используя 3D-печатную сетку из похожих на булавки сосочков (шишек) на нижней стороне синтетической кожи. Эти сосочки имитируют дермальные сосочки, находящиеся между наружным эпидермальным и внутренним дермальным слоями тактильной кожи человека.
Этот тактильный кончик пальца, напечатанный на 3D-принтере, может генерировать искусственные нервные сигналы, которые выглядят как записи реальных тактильных нейронов.
Сосочки изготавливаются на передовых 3D-принтерах , которые могут смешивать мягкие и твердые материалы для создания сложных структур, подобных тем, которые используются в биологии.
«Тактильные нервы человека передают сигналы от различных нервных окончаний, называемых механорецепторами, которые могут сигнализировать о давлении и форме контакта», — объясняет старший автор Натан Лепора, профессор робототехники и ИИ (искусственного интеллекта) с факультета инженерной математики Бристольского университета из Великобритании.
Прорези на тактильной коже, напечатанной на 3D-принтере. Белый пластик является жестким креплением для гибкой черной резиновой кожи.
Обе детали изготавливаются вместе на продвинутом 3D-принтере. «Шпильки» на внутренней стороне кожи повторяют дермальные сосочки, которые формируются внутри кожи человека.
Электрические записи этих нервов были впервые нанесены на график в 1981 году для изучения «тактильного пространственного разрешения» с использованием набора стандартных ребристых форм, используемых психологами. В этой работе исследователи протестировали свой искусственный кончик пальца, напечатанный на 3D-принтере, поскольку он «ощущал» те же ребристые формы и обнаружил поразительно точное совпадение с нейронными данными.
«Наша работа помогает понять, как сложная внутренняя структура человеческой кожи создает наше человеческое осязание», — говорит Лепора.
«Это захватывающая разработка в области мягкой робототехники — возможность 3D-печати тактильной кожи может создать более ловких роботов или значительно улучшить работу протезов рук, дав им встроенное чувство осязания».
