Искусственные пальцы дали роботам почти человеческое осязание

Инженеры разработали искусственные пальцы, которые позволяют машинам ощущать текстуру поверхностей так же, как это делают человеческие. Ну или почти так же.

Недавно ученые встроили нейронные сети в кончик пальца, который они назвали TacTip. Нейронные сети помогают роботу быстро обрабатывать то, что он чувствует, и реагировать соответствующим образом.

В кончиках наших пальцев слой нервных окончаний деформируется при контакте кожи с предметом и сообщает мозгу о происходящем. Эти нервы посылают "быстрые" сигналы, чтобы помочь нам не уронить что-то, и "медленные" сигналы, чтобы передать форму предмета.

Эквивалентные сигналы TacTip поступают от массива булавовидных выступов под резиновым поверхностным слоем, которые перемещаются при прикосновении к поверхности. Штырьки массива похожи на щетинки расчески: жесткие, но гибкие. Под этим массивом, помимо прочего, находится камера, которая определяет, когда и как двигаются штырьки. Количество изгибов штифтов обеспечивает медленный сигнал, а скорость изгибов - быстрый сигнал. Нейронная сеть преобразует эти сигналы в действия пальца, заставляя его, например, крепче сжиматься или изменять угол наклона.

В рамках улучшения команда добавила к TacTip больше штырьков и микрофон. Микрофон имитирует другой набор нервных окончаний, расположенных глубоко в нашей коже, которые чувствуют вибрацию, когда мы проводим пальцами по поверхности. Эти нервные окончания улучшают нашу способность чувствовать, насколько шероховата поверхность.

Когда исследователи проверили способность улучшенного кончика пальца различать 13 тканей, то все прошло успешно. Сигналы от микрофона и камеры имитировали сигналы человеческих пальцев, выполняющих похожий тест, отмечают авторы работы.