Ученые создали искусственную кожу, вдохновлённую сенсорными способностями утконоса |
||
МЕНЮ Главная страница Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту Архив новостей ТЕМЫ Новости ИИ Голосовой помощник Разработка ИИГородские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Искусственный интеллект Слежка за людьми Угроза ИИ ИИ теория Внедрение ИИКомпьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Нейронные сети начинающим Психология ИИ Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Big data Работа разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика
Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Творчество ИИ Техническое зрение Чат-боты Авторизация |
2024-10-07 12:03 Учёные из Пекинского института наноэнергетики и наносистем и Университета Цинхуа разработали новую многорецепторную кожу, вдохновлённую сенсорными способностями утконоса. Эта кожа может быть использована для повышения сенсорных возможностей роботизированных, тактильных и протезных систем. Утконос обладает уникальной двойной сенсорной системой, которая позволяет ему обнаруживать как электрические, так и механические изменения в окружающей среде. Эта сложная сенсорная система позволяет ему обнаруживать добычу или потенциальные угрозы, не полагаясь на зрение. Разработанная группой учёных многорецепторная сенсорная система может воспринимать тактильные стимулы и собирать сенсорную информацию на расстоянии. «Моя 9-летняя дочь рассказала мне о документальном фильме об утконосе, который она смотрела. Она спросила знаю ли я, что утконос — это яйцекладущее млекопитающее, которое не полагается на глаза при охоте. Её вопрос пробудил во мне любопытство относительно сенсорных способностей утконоса. Это любопытство привело к более глубокому изучению его замечательной сенсорной системы, что в конечном итоге вдохновило на это исследование», — рассказала Ди Вэй, ведущий автор статьи. Сенсорная система, разработанная Вэй и коллегами, имеет двойную сенсорную конструкцию, которая имитирует электрорецепцию и механорецепцию утконоса. Эта уникальная конструкция позволяет коже точно определять объекты и собирать тактильную информацию с высокой чувствительностью, как при прикосновении к ним, так и на расстоянии. «Мы стремились воспроизвести возможности утконоса в искусственной коже, которая сочетает в себе как тактильные, так и телевосприятие. Наша главная цель состояла в том, чтобы расширить диапазон восприятия искусственных систем, позволяя роботам обнаруживать и взаимодействовать с окружающей средой, не полагаясь исключительно на физический контакт», — сказала Вэй. Разработанная кожа, вдохновлённая утконосом, основана на двух ключевых принципах: контактной электризации и электростатической индукции. Когда она касается другого материала, перекрытие электронных облаков в двух материалах облегчает передачу электронов, в конечном итоге генерируя трибоэлектрическое электричество. Это позволяет коже воспринимать тактильные стимулы. Для сбора сенсорной информации на расстоянии кожа вместо этого полагается на электростатическую индукцию. По сути, структурированное легирование наночастиц в эластомере, на котором основана кожа, усиливает диэлектрическую поляризацию, позволяя системе обнаруживать изменения в электрических полях, когда заряженные объекты находятся поблизости. «С точки зрения состава, многорецепторная кожа следует одноэлектродной конструкции. Она состоит из тонкой пленки ПТФЭ и ПДМС, структурированного легированного эластомера, в который встроены неорганические неметаллические наночастицы для повышения диэлектрических свойств, слоя серебряной нанопроволоки [AgNW], функционирующего в качестве электрода, и инкапсулированной подложки ПДМС, обеспечивающей гибкость и защиту», — пояснила Вэй. Разработанная многорецепторная кожа может способствовать разработке новых технологий, которые могут ощущать объекты на расстоянии. Эти системы могут иметь широкий спектр реальных приложений, начиная от мониторинга окружающей среды в экстремальных климатических условиях и заканчивая взаимодействием человека с машиной и автономной навигацией роботов. «С практической точки зрения эта биоинспирированная репликация двойной сенсорной системы утконоса — объединяющая тактильное и телевосприятие — знаменует собой значительный прогресс в мультимодальном распознавании. Этот прорыв устраняет ограничения традиционных бесконтактных датчиков, обеспечивая более точную и надежную работу в сложных условиях», — сказала Вэй. Эта работа может проложить путь к разработке других сенсорных систем, которые полагаются на двойные сенсорные конструкции. Исследователи работают над дальнейшим улучшением многорецепторной системы, повышая её универсальность и облегчая широкомасштабное развёртывание. «Наши будущие исследования будут сосредоточены на расширении возможностей электронного рецептора не только за счёт более глубокой интеграции искусственного интеллекта, но и за счёт внедрения инновационных материалов для расширения диапазона и точности обнаружения электрического поля. В частности, мы стремимся улучшить адаптивность и надёжность системы в экстремальных или непредсказуемых условиях. Кроме того, мы усовершенствуем электронный рецептор, включив дополнительные сенсорные модальности, что позволит реагировать на более сложные стимулы и предлагать более широкий диапазон восприятия», — сказала Вэй. В рамках своих следующих исследований Вэй и её коллеги также планируют оптимизировать возможности обработки данных своей системы, чтобы она могла надёжно обрабатывать данные и точно обнаруживать объекты в реальном времени. Это может быть особенно полезно для приложений, требующих быстрой обработки сенсорных данных, таких как автономные транспортные средства и человеко-машинные интерфейсы. Источник: www.ixbt.com Комментарии: |
|