Новая искусственная кожа позволит роботам различать неодушевлённые предметы от живых организмов. Такое ощущение схоже с человеческим осязанием. Для определения того, что перед машиной – живое или неживое – достаточно прикоснуться к объекту. Благодаря такой коже интеллектуальные аппараты смогут проводить подводную разведку месторождений полезных ископаемых, участвовать в их добыче и очищать океан от мусора без вреда морским обитателям.
Примерно 70 процентов земной поверхности занимают воды — в основном океаны, выполняющие важную роль в регуляции мирового климата. поглотителем углеродаВсасывают 90 процентов излишней тепловой энергии, образующейся при выделении углекислого газа, и вырабатывают 50 процентов необходимого нам кислорода.
Кроме того, океаны — это дом для подавляющего большинстваНа планете разнообразен мир флоры и фауны; там живут тысячи видов живых существ. Даже в океанах… хранитсяРоссия обладает обширными запасами ценных минералов: нефть, газ, алмазы, золото и платина.
Полезные ископаемые земной поверхности постепенно исчерпываются, вследствие чего геологи всё чаще обращают внимание на морское дно. не так просто добратьсяПричины заключаются в огромном давлении (600 атмосфер и выше), выдерживаемом только немногими, высокотехнологичными подводными аппаратами.
Для изучения богатств морей нужны передовые технологии: интеллектуальные автономные подыводные аппараты, работающие как человек. Им понадобятся специальные устройства для ведения… тактильное зондированиеИзучать дно посредством касания и тем самым выявлять предметы, располагающиеся впереди.
Инженеры разработалиСуществует ряд тактильных датчиков, используемых для распознавания объектов и текстур в промышленности, робототехнике (в адаптивном захвате) и человеко-машинном интерфейсе. Практически все они демонстрируют низкую эффективность в воде, особенно при гидростатическом давлении.
Учёные из Калифорнийского университета под руководством Цзюнь Чена Jun ChenРассматриваемое решение проблемы предоставила разработчица. Ученые создали гидрофобную искусственную кожу для подлодки-робота. Благодаря ей роботы смогут определять морские объекты при помощи тактильного контакта. опубликована в журнале Science Advances.
В природе ряд магнитных материалов при механических нагрузках меняют свою намагниченность. Такое явление чаще всего встречается у ферромагнитных металлов и сплавов и получило название «магнитоупругий эффект»Эффект Виллари может быть обнаружен даже после длительного пребывания магнитного материала в соленой воде.
Чен с соратниками обратил внимание на этот эффект. Учёные обнаружили, что магнитоупругий эффект наблюдается и в «мягких» полимерах, используемых в биомедицине. робототехникеНапример, для создания мягких мышц. Ученые применили эти знания при разработке искусственной кожи, состоящей главным образом из эластичного полимера и множества крошечных мощных магнитов. Магниты преобразуют любое физическое прикосновение в изменение магнитного поля, а два слоя датчиков магнитной индукции превращают изменения магнитного поля в электрические сигналы.
Чен и его команда обшили роботизированную руку кожей и протестировали её в лаборатории. Рука должна была случайным образом ухватывать как живых существ (моллюска, морскую улитку, гребешок, звездочку), так и неживые предметы (крышку от бутылки, бумажный стакан, пластиковую бутылку). Модель искусственного интеллекта, обученная интерпретировать сигналы датчиков с кожи во время упражнений по захвату, продемонстрировала 95%-ную точность в распознавании объектов.
Разработчики утверждают, что созданная ими сенсорная система на базе искусственного интеллекта не нуждается в больших вычислительных мощностях и может расширить возможности зрения подводных роботов. С её помощью автономные аппараты смогут быстро выполнять задачи в океане, например, захватывать предметы, что удешевит дорогостоящие подводные миссии.
Ученые считаютРазработка позволит в будущем использовать глубоководных роботов для разведки месторождений полезных ископаемых на океанском дне, а также аппараты для очистки океанов и морей от мусора. Если манипулятор с кожей сможет различать «живое» и «мертвое», то не причинит вреда обитателям подводного мира.