Обеспечение роботов возможностями ощущать что-либо является одним из ключевых моментов к развитию более совершенных, способных, полезных и умных машин. Компьютерное зрение и слух являются наиболее распространенными чувствами, которыми разработчики награждают наших механических друзей, а в будущем, может и врагов. Но изредка, особо продвинутые модели роботов получают возможность ощущать вкус и запах. Но еще одной возможностью, которая позволит роботам более точно и тонко взаимодействовать с окружающей средой, является обладание чувством осязания. Попытка создания такого робота, способного ощущать и реагировать на приближение предметов, была предпринята исследователями Технического университета Мюнхена (Technical University Munich, TUM), которые использовали электронные устройства в виде шестиугольных пластин, которые, объединяясь с соседними такими же устройствами, формировали поверхность, чувствительную к внешним раздражителям.



Эта чувствительная "кожа" не так гибка, как те полимерные составы, которые применяются в настоящее время для изготовления покрытий роботов. Покрытие состоит из шестиугольных пластин, печатных плат, площадью в 5 квадратных сантиметров, представляющих собой автономное электронное устройство. Каждое устройство в своем составе имеет по четыре инфракрасных датчика, с помощью которых система может определить приближение посторонних объектов на дистанцию 1 сантиметра и меньше. Благодаря этому, при столкновении робота с объектом, не попавшим в поле зрения камер робота, само столкновение происходит плавно и мягко. После этого робот отодвигается назад и исследует объект с помощью своих камер.

Пытаясь приблизить функции системы к функциям человеческой кожи, которая позволяет человеку ощутить температуру, силу давления и колебания, исследователи включили в состав каждого устройства по шесть температурных датчиков и акселерометр. Благодаря этому роботы приобретают полную гамму ощущений и возможности самообучения в процессе движения.



"Мы стараемся расположить как можно больше различных сенсоров и измерительных устройств на маленькой площади" - объясняет Филип Миттендорфер (Philip Mittendorfer), ученый из Института систем распознавания (Institute of Cognitive Systems), принимавший участие в разработке элементов "искусственной кожи" для роботов. - "Кроме этого, в наших монтажных платах предусмотрена возможность установки других типов датчиков, к примеру, таких как датчики давления".

Шестигранные пластины устройства соединяются между собой в сеть, по форме напоминающую пчелиные соты. Это придает конструкции некоторую гибкость, как механическую, так и логическую. Хотя сигналы от всех датчиков обрабатываются центральным процессором системы управления робота, микропроцессор каждого датчика служит своеобразным шлюзом, способным передавать по цепочки собственные данные и данные от других подобных устройств. Это гарантирует, что при выходе какого либо устройства из строя или потере связи между двумя устройствами всегда найдется маршрут, по которому данные без потерь будут доставлены центральному процессору.



В настоящее время исследователи для проверки работоспособности данной технологии расположили 31 устройство на поверхности робота Bioloid. Конечно, такого количества недостаточно для создания полного покрытия, но все основные компоненты этого робота имеют свои органы чувств. Так же была выполнена установка устройств-датчиков на неровной поверхности робота-манипулятора, благодаря этому оба робота оказались способными реагировать на свет, прикосновения и даже на дуновения воздуха.

"Теперь мы сделаем эти устройства более миниатюрными и скроем их в слое синтетического покрытия для робота. Этот робот, обрабатывая сигналы со всех датчиков, будет в состоянии эффективно взаимодействовать с окружающей его средой" - рассказал профессор Гордон Ченг (Prof. Gordon Cheng), руководивший работой группы Филипа Миттендорфера.