Китайские учёные создали многочувственную кожу, усовершенствованную под образ австралийского утконоса. Она может обнаруживать объекты и их характеристики с помощью дистанции.
Специалисты создали ряд систем, имитирующих работу органов. Многие из них пока несовершенны и отстают по точности и чувствительности от живых аналогов. Разработка более продвинутых сенсоров могло бы повысить эффективность этих систем, позволяя им воспринимать массу информации из окружения.
Утконос имеет особенную двойную систему ощущений. Слабый зрение этого зверя компенсируется электрорецепцией — способностью чувствовать электрические поля и сигналы. Такой навык позволяет обнаруживать как электрические, так и механические изменения в окружении, что улучшает умение находить пищу или замечать опасности без помощи зрения. В воде это полуводное животное закрывает особые водонепроницаемые перепонки над глазами и ноздрями, то есть не видит и не обоняет.
Первого автора новой статьи, Ди Вэя (Di Wei),Беседы о утконосах с дочерью послужили толчком для исследования. Science Advances.
Дизайн искусственного материала, вдохновлённый утконосом, строится на двух принципах: контактно-электрическом заряде и электростатической индукции. При взаимодействии с кожей касается При взаимодействии объектов между собой происходит перенос электронов, создавая трибоэлектрический заряд, благодаря которому кожа может ощущать прикосновения.
Кожа собирает информацию с расстояния — телевосприятия — посредством электростатической индукции. Добавление наночастиц усиливает диэлектрическую поляризацию эластомера, из которого сделана кожа. Так система может обнаруживать изменения электрических полей вблизи заряженных объектов.
Мультирецепторная кожа образуется из тонких пленок политетрафторэтилена (тефлона). PTFE) и полидиметилсилоксан (PDMSСтруктурно ориентированный эластомер с добавлением наночастиц титаната стронция для повышения диэлектрических характеристик. SrTiO3Структура включает в себя слой серебряных нанопроводников, работающих в качестве электрода, и основу, предоставляющую гибкость и защиту.
Синтетическая кожа применяет усовершенствованные механизмы поляризации для восприятия окружающего пространства на отдалении. включили Обработка данных с использованием методов глубокого обучения.
В опытах мультисенсорная кожа быстро и точно определяла материалы с точностью 99,56 процента. Также она обнаруживала объекты на расстоянии. Мех искусственная кожа различала с 135 сантиметров, резину — с 90 сантиметров, фторированный этиленпропилен — с 75 сантиметров. fluorinated ethylene propylene) — с 80 сантиметров.
Учёные хотят научить роботов находить предметы и взаимодействовать Роботы могут взаимодействовать с окружающей средой дистанционно, не требуя физического соприкосновения. Мультирецепторная сенсорная система повысит чувствительность сенсоров в робототехнике, тактильных устройствах и протезах.