Специалисты НПО «Андроидная техника» разрабатывают особые захваты с «чувством» осязания для российских роботов. Предполагается, что такие манипуляторы позволят расширить интеллектуальные способности машин следующего поколения.

Фотографии Роскосмоса

«Помимо манипуляторов с коллаборативными функциями, которые должны быть безопасны для человека во время работы, мы ещё делаем захваты с определённым уровнем очувствления», — приводит ТАСС слова представителей предприятия.

Речь идёт о манипуляторах, оснащённых массивом всевозможных датчиков. Это сенсоры температуры, давления и др. Они позволят получать различную информацию об объектах, с которыми соприкасается робот.

В частности, захваты смогут «чувствовать» тепло и холод, контролировать процесс нажатия, ощущать давление и даже определять структуру и тип поверхности. А это поможет оптимизировать процесс взаимодействия машины с окружающим миром.

Отмечается, что разработка «умных» захватов ведётся в рамках более широкого проекта по созданию роботизированных систем на базе искусственного интеллекта.

Добавим, что НПО «Андроидная техника» является разработчиком антропоморфного робота Skybot F-850, также известного под именем «Фёдор» (на фотографиях). В 2019 году эта машина побывала на Международной космической станции (МКС), где успешно выполнила ряд экспериментальных задач. 

Усовершенствованная роботизированная рука, подключённая напрямую в мозг, успешно выдержала испытания, позволяя парализованному человеку «чувствовать» касание пальцами.

DARPA

Роботизированная рука, разработанная лабораторией прикладной физики Университета Джона Хопкинса, является частью исследовательского проекта по созданию усовершенствованных заменителей конечностей, финансируемого агентством передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA) министерства обороны США.

28-летнему мужчине, который был парализован в течение более чем десяти лет после травмы спинного мозга, были подсоединены электроды от роботизированной руки к сенсорной и моторной зонам коры головного мозга. В руке были установлены сенсорные датчики. Это позволило ему определять, какого из пальцев коснулись с почти 100 % точностью.

Участвовавшему в испытаниях мужчине завязали глаза повязкой. Несмотря на это, он точно указывал, какого из пальцев касались. Он также определил, когда исследователи попытались его обмануть, коснувшись не одного, а сразу двух пальцев руки.

DARPA

«Протезы конечностей, управляемые с помощью мысли, подают большие надежды. Но без обратной связи с помощью сигналов, проходящих назад к мозгу, будет трудно достичь того уровня контроля, который необходим для выполнения точных движений», — заявил руководитель программы DARPA доктор Джастин Санчес (Justin Sanchez). Новая технология была представлена 10 сентября на форуме Wait, What? A Future Technology Forum, организованном DARPA.

Ранее в этом году исследователи из Австрии создали протез ноги с шестью сенсорами в основании конечности, соединёнными с нервными окончаниями в культе человека. Вместо непосредственного подключения к головному мозгу, в этом случае протез был соединён с нервными окончаниями в здоровой ткани бедра пациента.

Учёными из Технологического института Карлсруэ в Германии был создан материал, который способен делать накрытые им предметы нечувствительными для осязания человека. Изобретение уже успело получить название «плащ-невидимка», хотя невидимым оно никого не делает. Разработанное изделие благодаря своей особой структуре просто распределяет механическую нагрузку при касании рукой таким образом, что понять, находится ли какой-то предмет под «плащом», будет практически невозможно.

www.extremetech.com

В основу изобретения легла созданная физическая структура полимерного материала, представляющая собой множество соприкасающихся друг с другом иглообразных элементов, которые напоминают по своей форме конус. Сам материал представляет собой идеально выверенную кристаллическую структуру, точность которой находится на субмикронном уровне.

www.extremetech.com

«Мы работали над такой структурой, которая накрывала бы собой и обволакивала объект таким образом, чтобы при механическом воздействии на него приложенная сила грамотно перераспределялась и перенаправлялась. А спрятанный предмет в конечном итоге оказывался просто неосязаемым, независимо от его размеров и характера. Реализовать задуманный эффект стало возможным не благодаря химическим свойствам нашего изделия, а при помощи идеально выверенных математических расчётов контактной поверхности игловидных конусов»,  — рассказал в интервью один из участников проекта Тиемо Бакмен (Tiemo Buckmann).

В качестве примера был продемонстрирован жёсткий цилиндр, который был «запрятан» под слой антиосязательного материала. Прикосновения пальцем не позволяли определить наличие цилиндра, как это стало бы возможным, если объект накрыть поролоном или обычной хлопковой тканью.

Областью применения разработки специалистов института Карлсруэ может стать использование материала в качестве сверхтонкой изоляции для кабелей и трубопроводов.  

Ученые из Инженерной школы Viterbi при университете Южной Калифорнии построили «чувствительного» робота, он различает на ощупь множество материалов, причем, как заявляют разработчики, в этом машина проявляет себя лучше человека. За чувствительность отвечает тактильный сенсор BioTac, который подражает кончику человеческого пальца.

Сенсор BioTac представляет собой конструкцию с мягким покрытием, под которым находится жидкий наполнитель, они позволяют с высокой точностью определять точку приложения силы и температурные особенности объекта, с которым соприкасается сенсор. Высокая чувствительность сенсора определяется покрытием с тонким рельефом, когда робот проводит кончиком «пальца» по изучаемой поверхности, покрытие производит вибрации, и их анализ позволяет идентифицировать сам материал, чему способствует жидкое наполнение. Ученые напоминают, что механизм человеческого осязания принципиально имеет то же строение, хотя эффективность машины в конечном итоге оказывается выше.

Авторы проекта уточняют, что новый робот обучен идентифицировать 117 материалов и объектов, включая текстильные ткани, канцелярские принадлежности и инструменты из мастерской. Если предложить машине «пощупать» какой-либо из известных предметов, она выдаст правильный ответ с 95-процентной вероятностью. При изучении объекта робот проводит по нему сенсорами в среднем пять раз, прежде чем ответить. Ученые уверены, что данная технология будет использоваться в дальнейшем при разработке электронных протезов с функциями обратной связи.

Материалы по теме:

• Построен робот-пловец Swumanoid;
• Takara Tomy готовит игрушечного собакоподобного робота;
• Робот-кулинар производит 2500 инари-суши в час.

Источник:

• ubergizmo.com

Повсеместное распространение сенсорных экранов и популярность планшетов, которые готовы составить сильную конкуренцию другим мобильным компьютерам и взять на себя выполнение многих повседневных задач пользователей, ставит перед индустрией сложную задачу: обеспечить комфортный набор больших объёмов текста. Печать на клавиатуре сенсорного экрана наряду с очевидными преимуществами, вроде наглядности вводимого материала, сопряжена с рядом трудностей, обусловленных отсутствием осязания видимых на экране клавиш и других объектов управления.

Данную проблему компания Apple принялась решать задолго до появления оригинального планшета iPad: ещё в декабре 2009 года стал известен патент компании под заголовком «Воспроизведение тактильных нажатий на гладкой сенсорной поверхности», в котором, в частности, было указано следующее: «Артикуляционная схема воспроизводит рёбра кнопок, которые определяют их границы или механизмы тактильной обратной связи этих участков. Система также может быть настроена на имитацию хода клавиш при их нажатии». Однако было не вполне ясно, как именно Apple намерена решить эту задачу.

Очередной патент компании в этой области раскрывает некоторые подробности аппаратной реализации данного подхода, в котором будут использоваться программируемый магнит с переменной полярностью и жидкие ферромагнетики, способные изменять форму под воздействием магнитного поля. При необходимости во время прикосновения пальцев к сенсорному экрану будут активироваться программируемые магниты, которые создадут осязаемые детали в нужных местах на поверхности. Таким образом, для эффективного использования жидкие ферромагнетики должны весьма быстро реагировать на команды процессора.

Над стеклом — жидкий ферромагнетик, под ним — магнит

Остаётся непонятным, как данная технология может сочетаться с существующей, которая использует на поверхности сенсорного экрана ударопрочное стекло. Быть может, речь идёт об одном из возможных направлений в поиске подходящего технологического решения? Например, швейцарские исследователи предлагают использовать пьезоэлектрические поверхности, на которых с помощью локализированной подачи тока можно создавать микроколебания, позволяющие имитировать тактильные ощущения на коже.

Материалы по теме:

• Работник Foxconn рассказал некоторые подробности о готовящемся iPhone 5;
• Apple iPhone нового поколения может получить камеру Lytro;
• Apple – крупнейший покупатель полупроводников в 2011 году.

Источник:

• ubergizmo.com