Китайские ученые создали роботизированную кисть со встроенными мягкими оптическими датчиками, позволяющими пальцам отслеживать собственное положение в реальном времени. Ученые подчеркивают, что ключевой прогресс заключается не только в новом сенсоре, но и в подходе к формированию человекоподобного внутреннего восприятия движения.
Группа ученых из Китая представила роботизированную руку с 18 активными степенями свободы и пятью жестко-гибкими пальцами. Каждый палец оснащен мягким оптическим датчиком из сегментированных волокон ПММА (полиметилметакрилата), трехцветным светодиодом и хроматическим детектором.
Принцип работы основан на измерении ослабления красного, зеленого и синего света при изгибе датчика. Благодаря особому расположению волокон система разделяет движения в вертикальной и горизонтальной плоскостях. По данным исследования, датчик демонстрирует высокую повторяемость: среднеквадратичная ошибка составляет 2,1%, 1,9% и 3,2% по трем оптическим каналам за 100 циклов испытаний.
Эффективность технологии подтверждена при выполнении точных задач, включая работу с ножницами, компьютерной мышью и игру на пианино. Как отмечают авторы, настоящий прогресс заключается не просто в новом датчике, а в новом способе наделения роботизированных рук более человекоподобным внутренним восприятием движения. Интегрированная конструкция из жестких и мягких элементов поддерживает естественные движения, в то время как система датчиков обеспечивает стабильность, повторяемость и многостепенное восприятие положения, необходимые для сложных операций. Такое сочетание, по мнению ученых, может сделать будущие человекоподобные руки более эффективными в задачах, где точность имеет первостепенное значение.
Работа указывает на возможность создания роботизированных рук, которые будут не только сильнее или быстрее, но и более умелыми. Улучшенное восприятие положения может повысить эффективность человекоподобных роботов в сфере обслуживания, промышленной сборки, реабилитационных устройствах и других средах, где пальцы должны адаптироваться к хрупким или сильно различающимся объектам. Демонстрации в исследовании также говорят о более широких возможностях взаимодействия человека и робота, где особенно важны плавные и безопасные движения рук.
Потенциальные области применения включают промышленную робототехнику, протезирование с улучшенной сенсорикой и медицинские устройства для мониторинга движений и реабилитации. В настоящее время система продолжает дорабатываться в аспектах долговечности и обработки данных.
Читайте также: «Стартап предлагает клонировать тела людей для последующей пересадки мозга».