Команда исследователей из Чжэцзянского научно-технического университета в городе Ханчгоу (Китай) разработала прототип мягкой роботизированной руки FlexiRay, способной не только захватывать объекты, но и получать и передавать богатую тактильную информацию во время контакта. Традиционные манипуляторы обычно снабжены жесткими сенсорами, включающими небольшие камеры, что ограничивает их гибкость и способность работать с хрупкими или неровными поверхностями. Новая конструкция позволяет устранить эти ограничения благодаря сочетанию инновационной механической структуры и алгоритмов глубокого обучения. Результаты работ опубликованы в Nature Communications.
В основе FlexiRay — пластичный материал, который при сжатии изгибается и неограниченно создает уникальные шаблоны деформации. Внутри каждого «пальца» установлен один миниатюрный «умный» датчик и оптическая система с несколькими зеркалами, которые динамически перенаправляют поле зрения камеры в ответ на возникающую деформацию. Когда мягкие «робопальцы» обхватывают объект, они «смотрят» по всей поверхности контакта, даже если структура сильно искривлена и даже загнута пол углом. Это решает традиционную проблему мягких сенсоров, которые обычно теряют видимость при изгибе.
Применение и перспективы
Преимущество FlexiRay заключается не только в гибкости, но и в способности собирать обширные данные о контакте: информацию о силе нажатия, точках касания, текстуре и даже температуре поверхности. По словам авторов исследования, уже в начальных испытаниях сенсор охватывал более 90% области контакта, даже при значительных деформациях. Такая способность существенно приближает роботов к решению прикладных задач, где требуется деликатное обращение с предметами — от сортировки или сбора овощей и фруктов до деликатных манипуляций в производстве и медицине.
Гибкие роботы, такие как FlexiRay, значительно безопаснее при работе рядом с людьми, поскольку мягкие материалы снижают риск механического травмирования «белковых» коллег. В будущем исследователи планируют развивать эту технологию в полноценно реализовать проект многофункциональных роботизированных рук с полной имитацией человеческих движений. Роботы будут учиться ловкости и безопасному взаимодействию с предметами на примере действий живых людей.
