Исследователи из Стэнфордского университета разработали цифровую кожу, которая может преобразовывать такие ощущения, как тепло и давление, в электрические сигналы, которые могут считываться электродами, имплантированными в человеческий мозг.
Хотя такая возможность была разработана несколькими годами ранее, компоненты, необходимые в то время для преобразования цифровых сигналов, были жесткими и громоздкими.
Эта новая электронная кожа мягкая, как кожа. Преобразующие элементы органично встраиваются в кожу, толщина которой составляет несколько десятков нанометров.
Разработка обещает более естественное взаимодействие между протезами конечностей на основе ИИ и мозгом. Это также шаг вперед в усилиях по созданию роботов, которые могут «чувствовать» человеческие ощущения, такие как боль, давление и температура. Например, это позволит роботам, работающим с жертвами несчастных случаев, лучше воспринимать признаки комфорта или бедствия.
«Наша мечта — сделать целую руку, в которой есть несколько датчиков, способных измерять давление, напряжение, температуру и вибрацию», — говорит Женан Бао, профессор химического машиностроения Стэнфордского университета, работавший над проектом. «Тогда мы сможем произвести настоящую сенсацию».
Исследователи говорят, что основная причина, по которой люди отказываются от протезов, заключается в том, что отсутствие сенсорной обратной связи кажется им неестественным и вызывает дискомфорт.
Электронная кожа была впервые протестирована на клетках головного мозга крыс. Животные дергали ногами при стимуляции коры головного мозга. Степень подергивания соответствовала разным уровням давления.
«Электронная кожа устранит границу между живым телом и компонентами машины», — говорят исследователи.
Их отчет «Исчезающая граница между организмом и машиной» появился на этой неделе в журнале Science .
Первой задачей было создание гибкой электронной кожи, которая могла бы работать при низком напряжении. Ранние попытки требовали 30 вольт. Создав растягиваемые полевые транзисторы и твердотельные синаптические транзисторы, команда смогла снизить требуемое напряжение и повысить эффективность.
«Эта новая электронная кожа работает всего от 5 вольт и может обнаруживать стимулы, похожие на настоящую кожу», — сказал Вайхен Ван, автор статьи, который работал над проектом в течение трех лет. «Он обеспечивает электрические характеристики, такие как низкое напряжение питания, низкое энергопотребление и умеренную интеграцию схемы, сравнимые с поликремниевыми транзисторами».
Связанная разработка была анонсирована учеными Эдинбургского университета в марте прошлого года. Они создали электронную кожу, состоящую из тонкого слоя силикона со встроенными проводами и датчиками чувствительности, «чтобы дать мягким роботам возможность очень быстро ощущать предметы на расстоянии всего в миллиметры во всех направлениях», — говорит Юнджи Ян, руководитель университета. исследование команды.
В пресс-релизе университета говорится, что разработка «впервые дает роботам уровень физического самосознания, аналогичный уровню людей и животных».