Создана нейроморфная электронная кожа

Человекоподобные роботы, как правило, используют централизованную обработку данных. Данные с датчиков должны передаваться в центральный процессор, анализироваться, а затем преобразовываться в команды для двигателей. Даже небольшие задержки в этом процессе могут привести к негативным последствиям, особенно с учётом того, что роботы всё чаще работают рядом с людьми. По мере того как роботы покидают контролируемые промышленные зоны и начинают работать в домах, больницах и общественных местах, исследователи утверждают, что им нужны более интуитивные способы взаимодействия с окружающей средой. Большинство существующих роботизированных «кож» функционируют как датчики давления, определяющие контакт, но не понимающие его силу. Они могут зафиксировать, что к роботу что-то прикоснулось, но не могут определить, представляет ли это взаимодействие потенциальную опасность.

Исследователи из Китая создали нейроморфную роботизированную электронную кожу, которая позволяет человекоподобным роботам чувствовать прикосновения, распознавать травмы и реагировать на опасный контакт быстрыми рефлекторными движениями, вдохновлёнными нервной системой человека. Эта разработка устраняет давнее ограничение в робототехнике. Когда человек прикасается к чему-то опасно горячему или острому, чувствительные нервы посылают сигналы непосредственно в спинной мозг, вызывая почти мгновенное отдёргивание руки ещё до того, как мозг полностью обработает болевые ощущения.

Нейроморфная роботизированная электронная «кожа», или NRE-кожа, идёт дальше, имитируя то, как биологическая кожа обрабатывает сенсорную информацию. В нём используется иерархическая архитектура, вдохновлённая нейронными сетями, которая преобразует тактильные сигналы в последовательности электрических импульсов, аналогичные сигналам, передаваемым человеческими нервами.

Кожа состоит из четырёх слоёв. Самый внешний слой выполняет функцию защитной поверхности, подобно человеческому эпидермису. Под ним находятся датчики и схемы, которые работают как чувствительные нервы, постоянно отслеживая давление, силу и структурную целостность. Даже если кожу не трогать, она посылает периодические электрические импульсы в центральный процессор робота, сигнализируя о том, что система работает нормально. Если кожу порезать или повредить, эти импульсы прекращаются, что позволяет роботу обнаружить травму и определить её местоположение.

При контакте кожа генерирует электрические импульсы, которые кодируют информацию о приложенном давлении. В нормальных условиях эти сигналы направляются в центральный процессор для интерпретации. Однако, когда сила превышает заданный порог, указывающий на потенциальную боль или повреждение, система реагирует иначе. Сигнал поступает непосредственно на двигатели робота, минуя центральный процессор, и вызывает немедленную реакцию, например отдёргивание руки.

Покрытие также предназначено для быстрого обслуживания. Оно состоит из магнитных модульных пластырей, которые можно быстро отсоединить и заменить, что позволяет за считаные секунды отремонтировать повреждённые участки, не прибегая к масштабному обслуживанию.