Исследователи из Корнельского университета недавно представили новое изобретение - эластичную "кожу" на основе светоизлучающих конденсаторов. Она растягивается вшестеро и может менять цвет. Разработчики уверены, что их изобретение имеет большое значение для медицинской отрасли, транспортировок и связи.
Кожа изготовлена из слоев эластомерного материала, чередующихся со слоями гидрогелевых электродов. Эластомер способен сохранять заряд при деформациях и светиться. Из шести таких конденсаторов исследователи изготовили мягкого робота. Затем они провели эксперимент - поочерёдно наполняя его камеры воздухом и сдувая их, робота заставляли перемещаться.
По мнению исследователей, в эластичную кожу можно будет, к примеру, одеть домашнего робота-сиделку, который мог бы отображать жизненные показатели пациента и менять цвет, чтобы создать успокаивающее освещение.
Аналитики Juniper Research недавно опубликовали прогноз о том, что к 2020 году как минимум в каждой десятой американской семье появится робот. Создатели эластичной кожи отмечают, что такие роботы могли бы реагировать на людей изменением цвета.
Говоря о растяжимой и светящейся "коже", российские специалисты отметили, что это действительно важная инновация. "Эта идея вдохновлена кожей осьминога, которая детектируя падающий свет и сокращая мышцы, может быстро менять цвет и текстуру, чтобы совпасть с окружающей средой, - отметил профессор Сколтеха, руководитель Лаборатории интеллектуальной космической робототехники Дмитрий Тетерюков.- Такой вот защитный камуфляж придумала природа". По его словам, применение технологии может быть разнообразным: гибкие роботы-гусеницы, дисплеи, которые можно растянуть и сложить.
По мнению исследователей, на основе искусственной кожи можно будет также создавать носимые устройства, адаптирующиеся к размерам носителя, например, умные наручные часы с растяжимым браслетом. "Я вижу применение такой технологии в качестве гибкого цифрового интерактивного градусника-тонометра, - рассказал Дмитрий Тетерюков.- Когда пользователь надевает его на запястье, задает критическую температуру/давление путем нажатия на тактильный эластомер. Электролюминесцентная кожа покажет, как ртутный градусник, уровень температуры/давление причем градиент цвета будет показывать безопасную и критическую зону". Применение технологии в качестве кожи для человекоподобных и мобильных роботов, по мнению специалиста, вполне предсказуемо. "Это может быть, например, робот хамелеон который меняет цвет с изменением среды или от прикосновения к человеку или предмету с различной температурой", - добавил Дмитрий Тетерюков.
Еще одной важной инноваций стало появление чувствительных к прикосновению эластомеров. Их демонстрировали уже неоднократно, но недавно специалисты из Федеральной политехнической школы Лозанны провели испытание - подсоединили биоэлектронный палец к пациенту с ампутированной рукой. Впервые в истории человек с ампутированной рукой смог различать шершавые и гладкие поверхности с помощью искусственного пальца, соединенного через имплантированные электроды с нервными волокнами в плече.
По признанию самого пациента, ощущения в процессе испытаний были очень реалистичными - он чувствовал текстуру кончиком указательного пальца своей фантомной руки. Испытуемый верно различал гладкие и неровные поверхности в 96% случаев. В предыдущем исследовании с участием того же пациента имплантированные электроды соединили с протезом руки, оснащенным датчиками, с помощью которых удавалось распознавать форму и пластичность предметов.
Эксперимент с распознаванием текстуры поверхностей был также проведен на здоровых людях, которым вместо имплантации электродов временно ввели иглы, касающиеся срединного нерва. После этого участникам удавалось верно распознавать текстуру, до которой дотрагивался искусственный палец, в 77 процентов случаев. По электроэнцефалограммам исследователи удостоверились в том, что ощущения при ощупывании поверхности искусственным и реальным пальцами совпадают, а это означает, что теперь испытывать бионические протезы станет проще.
В России сейчас есть аналогичные разработки. Например, в Лаборатории интеллектуальной космической робототехники разрабатывается протез руки LightHand, пальцы которой меняют цвет от силы нажатия, от зеленого до красного. "Это даст человеку с ампутированной рукой возможность визуально оценивать силу сжатия хрупкого предмета, поскольку у него отсутствует обратная тактильная связь и он не может контролировать силу сжатия", - пояснил профессор Сколтеха.