Как наделить робота чувством осязания

Существует многочисленное разнообразие роботов, которые могут видеть, разговаривать, слышать и манипулировать объектами, но как научить работа осязать то, к чему он прикасается? Это не так просто, как кажется. Есть большое количество проблем, которые препятствует этому.

Осязание и зрение – важные чувства, когда речь касается взаимодействий с окружающим миром. Важно знать какой предмет по своим характеристика и свойствам, твердый или мягкий, горячий или холодный, легкий или тяжелый. При этом предмет должен остаться целым и без повреждений.

Таким образом, когда робот берет предмет в свою руку, у него должно быть ощущение осязания, чтобы он понимал как себя вести с объектами, особенно с хрупкими или легко поддающимися деформации.

Умная кожа

Для оценки всех необходимых параметров касания, нужно знать многие величины. Это и силу, приложенную к датчику касания, ее угол, и то как она взаимодействует с объектом. Сколько датчиков в таком случае может потребоваться? Если сотни или даже тысячи, то это очень сложная с инженерной точки зрения задача. Если бы мы могли создать что-то вроде умной кожи, то дела обстояли намного лучше.

Измерение силы прикосновений

Чувство осязания можно измерить датчиком, который преобразует давление в электрический сигнал. В цифровых весах используется пьезоэлектрический преобразователь. Это устройство, которое превращает силу в электричество. Ток, проходящий по микрочипу считывающему его, преобразуется в значение и отображается на экране.

Многие устройства могут считывать силу и ее степень, но главный недостаток заключается в том, что реакция на эту силу происходит медленно.

Другие датчики касаний работают иначе, например они могут считывать как емкость, так и сопротивление. Такие технологии используются в смартфонах или ноутбуках.

Восприятие силы

Сейчас достигнут процесс в создании сенсорных датчиков, которые можно встроить в гибкий материал для измерений силы. Эти датчики как раз подходят для создания умной кожи.

Есть ряд помех для внедрения их на текущем этапе, например они плохо работают, при присутствии влаги. Это как мокрым пальцем пытаться управлять смартфоном.

Умная кожа очень помогла бы в медицине, особенно если нужно придать протезам рук сенсорные способности.

Оптическое восприятие силы

Чтобы решить проблему “мокрых рук” была разработана новая форма тактильного датчика, в котором используется пленка из органических светодиодов (OLED) для измерений прикосновений.

Сейчас технология OLED широко используется как в экранах смартфонов, так и телевизоров. Этот подход основан на оптическом сканировании силы.

OLED элементы могут не только получать свет, но и сами его обнаруживать. Используя этот принцип можно изготовить купол с отражающим покрытием. Свет, излучаемый центральным диодом будет равномерно распределяться всем остальным диодам под куполом, если он не деформирован. Если на купол приложить силу, то он деформируется и светодиоды улавливают количество отраженного света между ними. Комбинируя эти показатели можно определить применяемую силу.

Такой подход упрощает создание умной кожи, особенно если это касается больших площадей, при этом наличие влаги не сказывается негативно.

Share on vk
Share on facebook
Share on telegram
Share on odnoklassniki

Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

Оставить комментарий