Роботический интерфейс овладевает мягким прикосновением

Исследователи в области робототехники пытались справиться с этим вызовом с помощью гаптических устройств, но предыдущие попытки не различали два основных элемента восприятия мягкости: кутикулярные сигналы (обратная связь с кожи кончика пальца) и кинестетические сигналы (обратная связь о силе на сустав пальца).

С помощью SORI (Интерфейс визуализации мягкости) Лаборатория реконфигурируемой робототехники под руководством Джейми Паик добилась успеха в этом. Путем разделения кутикулярных и кинестетических сигналов SORI верно воссоздает мягкость различных реальных материалов, заполняя пробел в области робототехники и позволяя многие применения, где восприятие мягкости критично – от исследований глубокого моря до роботизированной хирургии.

Исследование появляется в Журнале Национальной академии наук (PNAS).

Мете объясняет, что нейронаучные и психологические исследования показывают, что кутикулярные сигналы в значительной степени основаны на том, насколько кожа контактирует с поверхностью, что частично связано с деформацией объекта. Другими словами, поверхность, охватывающая большую площадь вашего кончика пальца, будет восприниматься как более мягкая.

Строительство на основе исследований торговой марки RRL по оригами-робототехнике, которые питают разветвления для перенастраиваемых сред и гаптического джойстика, SORI оснащен моторизованными оригами-суставами, которые могут быть модулированы для становления жестче или более подвижными. Находясь на вершине суставов, находится мембрана из дырчатого силикона. Поток воздуха надувает мембрану в различных степенях, чтобы охватить кончик пальца, помещенный в ее центр.

С помощью новаторского разделения кинестетической и кутикулярной функциональности SORI смогла воссоздать мягкость ряда материалов – включая говядину, лосось и зефир – в ходе нескольких экспериментов с двумя человеческими добровольцами. Она также имитировала материалы с мягкими и жесткими свойствами (такие как печенье на верху зефира или книга в кожаном переплете). В одном виртуальном эксперименте SORI даже воспроизвела ощущение бьющегося сердца, чтобы продемонстрировать свою эффективность в воспроизведении мягких материалов в движении.

Медицинская область является первоочередным направлением потенциального применения этой технологии; например, для обучения медиков обнаруживать раковые опухоли или предоставления важной тактильной обратной связи хирургам, использующим роботов для проведения операций.

Другие применения включают роботизированное исследование космоса или глубокого океана, где устройство могло бы позволить ученым чувствовать мягкость обнаруженного объекта из удаленного места. SORI также может быть ответом на одну из крупнейших проблем в роботизированном сельском хозяйстве: сбор нежных фруктов и овощей без их дробления.

“Это не предназначено для использования как датчика мягкости для роботов, а для передачи чувства ‘трогать’ цифровым способом, как отправка фотографий или музыки”, – подводит итоги Мете.
Оригинальная новость на сайте