Датчик на кончике пальца позволяет протезам ощущать приложенную силу

Ученые из Института интеллектуальных систем имени Макса Планка в Германии создали датчик кончика пальца, который позволяет роботу, в том числе роботизированному протезу, очень чутко определять силу, приложенную к нему. В основе системы лежит камера, установленная внутри резинового пальца робота. Камера наблюдает за внутренними стенками полого участка внутри пальца, который освещается кольцом светодиодов, а нейронная сеть интерпретирует данные с камеры, чтобы точно рассчитать местоположение, величину и направление силы, приложенной к пальцу. Система призвана обеспечить роботизированным пальцам уровень чувствительности, аналогичный чувствительности нашей собственной кожи, и технология может иметь различные медицинские применения, включая тактильную обратную связь для роботизированных протезов и в качестве механизма безопасности для будущих вспомогательных роботизированных технологий.

Информация о разработке была опубликована в журнале Nature Machine Intelligence.

В условиях старения населения роботы, способные помогать в повседневной жизни и медицинском обслуживании, например, в уходе за больными, будут очень полезны, а роботизированные протезы могут стать беспрецедентно полезными для людей с ампутированными конечностями и другими проблемами с подвижностью. 

Однако, если роботы будут тесно взаимодействовать с людьми, важно, чтобы они не причиняли травм и повреждений. В значительной степени это связано с применением соответствующей силы для выполнения конкретной задачи. Новейшая технология направлена на то, чтобы позволить роботу точно измерить силу, прилагаемую к резиновому пальцу робота.

Палец состоит из эластомерного покрытия, закрепленного на "скелетном" каркасе. В полом пространстве внутри него исследователи установили объектив камеры "рыбий глаз" и осветили пространство кольцом разноцветных светодиодов. Когда палец деформируется, прикасаясь к чему-либо, разноцветный рисунок внутри меняется. Исследователи использовали нейронную сеть, которая научилась интерпретировать меняющиеся узоры и с большой чувствительностью определять прилагаемую силу.