Роботы уже сейчас чувствуют окружающую действительность лучше людей. Но в вопросах чувствительности им ещё предстоит посостязаться с другими творениями природы. Кошки, к примеру, могут в полной темноте передвигаться по узким проходам и прекрасно ориентироваться, ведь помимо острого слуха у них есть чувствительные усики – вибриссы.
Инженеры из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и Калифорнийского университета решили воссоздать кошачьи усы, придумав их электронный аналог для роботов. Они создали тактильные датчики из композитной плёнки на основе углеродных нанотрубок и наночастиц серебра. Получившиеся электронные усы способны почувствовать давление всего в один паскаль, то есть примерно то давление, которое оказывает денежная купюра на кухонный стол.
"Вибриссы — это похожие на волосы тактильные датчики, которые используются многими млекопитающими для ориентации в пространстве и преодоления препятствий в труднодоступных местах. Наши электронные усы состоят из эластичного волокна с высоким относительным удлинением, покрытого проводящими композитными плёнками из нанотрубок и наночастиц. Тесты показали, что эти датчики в 10 раз более чувствительны к давлению, чем любые существующие аналоги", — рассказывает ведущий автор исследования Али Джеви (Ali Javey).
Джеви был ведущим разработчиком светящейся электронной кожи и многих других гибких электронных устройств, которые могут взаимодействовать с окружающей средой. Для создания электронных вибрисс он и его команда использовала особую пасту из углеродных нанотрубок для формирования гибкой электропроводящей матрицы. Высокая чувствительность к механической деформации, по словам инженеров, обеспечивается плёнкой из наночастиц серебра, которая укутывает нанотрубки.
"Чувствительность к деформации и электросопротивление легко можно откорректировать, всего лишь изменив соотношения серебра и углеродных нанотрубок", — сообщает Джеви в пресс-релизе.
Разработчики отмечают, что использование эластичных волокон с малым коэффициентом жёсткости как структурного компонента электронных усов обеспечивает больший прогиб и, соответственно, высокое натяжение в ответ на минимальную деформацию. В ходе испытаний исследователи продемонстрировали электронные вибриссы в деле: с их помощью была создана очень точная карта движения ветровых потоков.
В своей статье, опубликованной в журнале PNAS, Джеви сообщает, что помимо дополнения к робототехнике электронные усы могут послужить и биомедицинскими датчиками, к примеру, для измерения частоты сердечных сокращений.
Также по теме:
Искусственная кожа способна чувствовать прикосновения и залечивать раны
Новый электронный сенсор способен соперничать по чувствительности с человеческой кожей
Руку робота покрыли кожей с регулируемой чувствительностью
Человек способен почувствовать неровность толщиной с нить ДНК
Учёные создали материал, способный чувствовать прикосновения
Наноинженеры создали "умные пальцы" для виртуальных ощущений
