Машины могут победить лучшего в мире шахматиста, но они не могут справиться с шахматной фигурой так же хорошо, как с младенцем. Это отсутствие ловкости робота отчасти связано с тем, что искусственным захватам не хватает тонкого тактильного ощущения кончика пальца человека, который используется для направления наших рук, когда мы поднимаем и обрабатываем объекты.
Две статьи, опубликованные в журнале интерфейса Королевского общества, дают первое углубленное сравнение искусственного кончика пальца с нейронными записями человеческого осязания. Исследование проводилось профессором робототехники и искусственного интеллекта Натаном Лепорой из Факультета инженерной математики Бристольского университета и базировалось в Бристольской лаборатории робототехники.
“Наша работа помогает раскрыть, как сложная внутренняя структура человеческой кожи создает наше человеческое чувство осязания. Это захватывающая разработка в области мягкой робототехники-возможность 3D-печати тактильной кожи может создать роботов, которые будут более ловкими или значительно улучшат производительность протезных рук, придав им встроенное чувство осязания”,-сказал Лепора.
Лепора и ее коллеги создали чувство осязания в искусственном кончике пальца, используя 3D-печатную сетку булавкообразных сосочков на нижней стороне податливой кожи, которые имитируют дермальные сосочки, обнаруженные между наружным эпидермальным и внутренним дермальным слоями тактильной кожи человека. Сосочки сделаны на передовых 3D-принтерах, которые могут смешивать мягкие и твердые материалы для создания сложных структур, подобных тем, которые встречаются в биологии.
» Мы обнаружили, что наш 3D-печатный тактильный кончик пальца может производить искусственные нервные сигналы, которые выглядят как записи реальных тактильных нейронов. Человеческие тактильные нервы передают сигналы от различных нервных окончаний, называемых механорецепторами, которые могут сигнализировать о давлении и форме контакта. Классическая работа Филлипса и Джонсона в 1981 году впервые построила электрические записи этих нервов для изучения «тактильного пространственного разрешения» с использованием набора стандартных ребристых форм, используемых психологами. В нашей работе мы протестировали наш 3D-печатный искусственный кончик пальца, поскольку он «чувствовал» те же самые ребристые формы и обнаружил поразительно близкое совпадение с нейронными данными», — сказал Лепора
» Для меня самым захватывающим моментом было то, что мы посмотрели на наши записи искусственных нервов с 3D-печатного кончика пальца, и они выглядели как настоящие записи более 40 лет назад! Эти записи очень сложны с холмами и провалами по краям и хребтам, и мы видели ту же картину в наших искусственных тактильных данных», — сказал Лепора.
Хотя исследование показало удивительно близкое совпадение между искусственным кончиком пальца и нервными сигналами человека, оно не было столь чувствительным к мелким деталям. Лепора подозревает, что это потому, что 3D-печатная кожа толще, чем настоящая кожа, и его команда сейчас изучает, как 3D-печатать структуры в микроскопическом масштабе человеческой кожи. «Наша цель—сделать искусственную кожу такой же хорошей-или даже лучше-чем настоящая кожа», — сказал Лепора.
Источник: https://www.labmanager.com/news/3d-printed-fingertip-feels-like-human-skin-27873
