Учеными Пхоханского Университета Науки и Техники (POSTECH) в Южной Корее разработана технология, благодаря которой будет создана чувствительная искусственная кожа. Старания ученых максимально приблизили момент появления машин, умеющих реагировать на тактильные ощущения и изменения температуры. Также ими сделан огромный вклад в продвижение медицинских технологий.
Что особенного в коже человека?
Коже человека – это не просто защитное покрытие. Это орган человеческого организма, в котором находится большое количество всевозможных рецепторов. Именно она отвечает за способность человека обладать такими чувствами, как осязание, чувствительность к боли, ощущения тепла и холода.
Кожа человека – это орган, отвечающий за выживание в сложных условиях. Она подает сигналы в мозг через рецепторы о том, что окружающая температура воздуха слишком низкая или высокая, об атмосферных явлениях, механических воздействиях на организм. В соответствии с этими сигналами мозг реагирует на тот или иной раздражитель. Прикоснись вы к горячей плите, он даст команду отдернуть руку. Выйдете на улицу в лютый мороз, мозг напомнит вам о том, что нужно одеться теплее, чтобы не замерзнуть.
В чем главный недостаток искусственной кожи ныне существующих роботов?
Современные материалы позволяют сегодня создать искусственную кожу для человекоподобных роботов, внешне напоминающую настоящую. Причем, она может быть в сотни раз прочнее человеческой, не иметь недостатков эстетического плана. Но, такое синтетическое покрытие не обладает главным достоинством – в нем отсутствуют рецепторы, отвечающие за важнейшие функции человеческого организма.
В мире уже существуют роботы, ощущающие прикосновение и реагирующие на толчки или щипки. Пример таких машин японский робот-мальчик Аффетто. Также тактильные датчики используются в интерактивных игрушках. Благодаря им смешные зверушки и другие забавные персонажи могут коммуницировать с детьми, проявлять ту или иную реакцию на их действия.
Но, в мире еще нет, ни одного робота, который бы умел реагировать одновременно на разные раздражители, например, температуру и механические прикосновения.
Суть открытия
Совместная исследовательская группа, состоящая из профессора POSTECH Unyong Jeong и доктора Insang You из отдела материаловедения и инженерии, а также профессора Zhenan Bao из Стэнфордского университета разработали мультимодальную ионно-электронную кожу, которая может измерять температуру и механическую стимуляцию одновременно.
Результат их работы на несколько шагов приблизил главную задачу, стоящую перед учеными, по созданию искусственной кожи для роботов. Она состоит в том, чтобы научить машины чувствовать одновременно тактильные и температурные колебания, так как это умеет кожа человека.
Изобретатели научили искусственную кожу чувствовать тепло и механические раздражители с помощью ионных проводников. Основываясь на свойствах электролитов, ученые создали новый искусственный рецептор, который может одновременно измерять тактильные и температурные факторы воздействия.
Искусственная кожа с мультимодельными рецепторами: практическое применение
Применить искусственную кожу с новыми рецепторами, определяющими силу и направление тактильного воздействия, а также температурные факторы, можно при создании человекоподобных роботов.
Но, не менее важная сфера применения искусственной кожи с мультимодальными рецепторами – это медицина. Новое открытие может стать прорывом в лечении пациентов, утративших по той или иной причине способность воспринимать тактильные ощущения. Благодаря работе ученых они получат возможность восстановить, утраченное в результате болезни или травмы осязание.
