Разработанный в Китае датчик мягкого изгиба позволяет человекоподобному роботу-руке определять собственную позу

Китайские исследователи продемонстрировали гуманоидную кисть, которая позволяет пальцам робота надежно ощущать собственное положение в пространстве во время сложных движений. Исследовательская группа встроила в эту кисть новый всенаправленный мягкий датчик изгиба, что позволило осуществлять восприятие в реальном времени как сгибания, так и бокового движения при выполнении деликатных манипулятивных задач. Разработка принадлежит ученым из Чжэцзянского университета, Ханчжоуского университета Дяньцзы и Лишуйского университета. Созданная кисть обладает 18 активными степенями свободы и пятью жестко-гибкими пальцами.

Каждый палец оснащен мягким оптическим датчиком, который состоит из сегментированных ПММА-волокон, трехцветного светодиода и хроматического детектора. Принцип работы датчика основан на отслеживании того, как по-разному ослабляется красный, зеленый и синий свет при изгибе сенсора. Поскольку расположение волокон разделяет реакцию на наклон и поворот, система может раздельно обрабатывать эти два движения, не смешивая их. В статье сообщается о высокой повторяемости результатов на протяжении 100 циклов: среднеквадратичная ошибка составила 2,1%, 1,9% и 3,2% для трех оптических каналов.

Как подчеркивают исследователи, этот датчик продемонстрировал отличные измерительные характеристики, стабильность и повторяемость при выполнении сложных задач, таких как работа ножницами, использование компьютерной мыши и игра на пианино. Технология решает проблемы, связанные с многозвенным движением и всенаправленным восприятием положения в роботизированных кистях. Разработка расширяет возможности роботизированных рук при выполнении точных манипуляций и открывает путь к дальнейшему прогрессу в создании гуманоидных кистей.

Одним из важнейших преимуществ этого мягкого датчика является его способность обеспечивать детальную обратную связь в реальном времени. Поскольку он может обнаруживать различные формы механического воздействия, включая давление, деформацию и изгиб, он дает роботам более тонкое осязание по сравнению с более ранними системами. Это особенно полезно в задачах, требующих высокой точности. Потенциальные области применения этой технологии широки и значительны. В робототехнике она позволит машинам выполнять сложные манипуляции с большей осторожностью и аккуратностью. В области протезирования такие датчики помогут создать искусственные конечности, обеспечивающие пользователям более естественное чувство осязания, улучшая контроль и комфорт. Кроме того, технология может использоваться в медицинских устройствах для отслеживания движений или помощи в реабилитации. Хотя система все еще дорабатывается, в том числе в части повышения долговечности и улучшения обработки данных, она представляет собой важный шаг на пути к интеграции передовых тактильных сенсоров в интеллектуальные машины.