Фото: news.mit.eduИсследователи из Массачусетского технологического института создали «сенсорную» кожу, которая поможет мягким роботам понять свое расположение в трехмерном пространстве. Это становится возможным благодаря гибким датчикам и системе искусственного интеллекта, встроенным в материал.
Фото: news.mit.eduМягкие роботы сконструированы из материалов с высокой степенью совместимости, аналогичных тем, которые содержатся в живых организмах. Это более адаптируемые и устойчивые альтернативы традиционным роботам. Однако обучение модели такого робота затрудняется тем, что он может двигаться в практически бесконечном количестве направлений в любой момент. Использование же громоздких систем с несколькими камерами, которые дают роботам представление о трехмерном пространстве, нецелесообразно в реальной среде.
Ученые представили описание системы мягких датчиков, которые покрывают тело робота для обеспечения «проприоцепции» — понимания движения и положения его тела. При этом новая модель глубокого обучения просеивает шум и фиксирует четкие сигналы для оценки трехмерной конфигурации.
Эксперименты проводились с использованием мягкой роботизированной руки, которая напоминает хобот слона. Исследователи заставляли ее поворачиваться и расширяться в случайных конфигурациях в течение примерно полутора часов. В процессе обучения модель анализировала наблюдаемые эмпирические данные от своих датчиков, чтобы предсказать конфигурацию, и сравнивала свои прогнозы с теми данными, которые собирались в тот же момент.
Силиконовый проводящий материал для мягких датчиков вырезали лазером в виде прямоугольников и собрали, вдохновившись техникой киригами (разновидности оригами, которая включает надрезы на материале), таким образом, чтобы его можно было растягивать и сгибать. Использовался готовый материал, и, как отметили авторы разработки, любая лаборатория может создать свои собственные системы. Используемые при разработке материалы обладают «пьезорезистивными» свойствами, то есть они изменяют электрическое соп��отивление при напряжении. Таким образом, датчик деформируется в ответ на растяжение и сжатие магистрали, а его электрическое сопротивление преобразуется в определенное выходное напряжение, и уже оно используется как сигнал, коррелирующий с этим движением. Исследователи сделали надрезы на материале именно для того, чтобы увеличить его растяжение.
Ближайшая цель ученых — создать искусственные конечности, которые могут более ловко манипулировать объектами в окружающей среде. «Подумайте о своем собственном теле: вы можете закрыть глаза и восстановить мир на основе обратной связи с вашей кожей. Мы хотим открыть те же возможности для мягких роботов», — говорит соавтор работы Даниэла Рус.
См. также: «Ученые МТИ создали бионический робопривод, который заставляет сердце биться
Недавно ученые из Корнелльского университета и Института технологий в Италии разработали гибкие робопальцы, которые научили «потеть», чтобы охлаждаться. Данная технология позволит мягким роботам работать долго и взаимодействовать с горячими предметами, не перегреваясь.
См. также: «Как робот Атлас научился делать акробатические трюки, непосильные обычному человеку?
