«Умная» перчатка для протеза

«Умная» перчатка для протеза

03 Jun 2019
347
Прослушать

Люди, использующие протезы, надеются на то, что они когда-нибудь получат возможность почувствовать то, к чему прикасаются своими искусственными руками. В этой сфере произошли некоторые изменения, но эти технологии все еще относительно рудиментарны, не очень чувствительны и не очень хорошо помогают пользователям определить, к чему они прикасаются.

Инженеры Массачусетского технологического института разработали перчатку, которую можно носить поверх искусственной руки, чтобы можно было чувствовать предмет, к которому она прикасается, и даже определить с довольно высокой точностью, что это такое. Кроме того, такое устройство может даже оценить вес объекта, который пользователь держит в руке, предоставив дополнительную информацию о нем. Исследователи считают, что эта технология будет полезна для робототехники и для протезирования, помогая пользователям лучше взаимодействовать с окружающими их объектами.

Информация об этой разработке опубликована в журнале Nature.

Так называемая "масштабируемая тактильная перчатка" (scalable tactile glove, STAG) имеет около 550 датчиков давления, расположенных по всей ее поверхности. Они работают вместе, чтобы составить карту объекта и его веса на перчатке. Для анализа этих данных и определения того, что находится в перчатке, используется нейронная сеть, которая прошла "обучение" тому, как различные объекты ощущаются перчаткой.

Перчатка ламинирована с помощью электропроводящего полимера, который изменяет свое сопротивление в соответствии с приложенным давлением. Через отверстия в этом полимере от кончиков пальцев до основания ладони исследователи провели проводящие волокна. Эти волокна перекрывается таким образом, что превращаются в датчики давления. Когда человек, надевающий перчатку, манипулирует предметами, датчики регистрируют давление в каждой точке.

Эти проводящие "нити" подключены к внешнему контуру, который преобразует данные о давлении в "тактильные карты", представляющие собой краткие видеоизображения точек, растущих и уменьшающихся на графике руки. Точки обозначают расположение точек давления, а их размер - силу - чем больше точка, тем больше давление.

На основе таких карт исследователи составили подборку данных, включающую около 135 000 видеокадров, полученных в результате взаимодействия с 26 объектами. Эти кадры могут использоваться нейронной сетью для прогнозирования идентичности и веса объектов, а также для получения представления о человеческом восприятии.

Эта технология имеет интересные последствия и для самих производителей протезов, позволяя им определить, как используются изделия и как их можно улучшить.