Электронные вибриссы: новые органы чувств для роботов

Однажды мы рассказывали о достижениях исследователей из Калифорнийского университета в Беркли (США) в разработке электронной «кожи». Особый гибкий материал на основе неорганических монокристаллических полупроводников чувствителен к давлению, благодаря чему может использоваться в протезах нового поколения и робототехнике.

Теперь учёные из названного университета вместе со специалистами Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США) представили ещё одну инновационную разработку — электронные вибриссы.


Вибриссы — это осязательные механочувствительные длинные жёсткие волосы многих млекопитающих (например, усы у кошачьих), выступающие над поверхностью шёрстного покрова. Они выполняют тактильную функцию, дополняя другие органы чувств вроде зрения и слуха.

Похожим образом работают электронные вибриссы: они улавливают малейшие изменения давления, передавая информацию на обработку в электронную систему.


При создании представленного изделия использовались углеродные нанотрубки для формирования особой проводящей матрицы с хорошей гибкостью. Затем на неё была нанесена тончайшая плёнка серебряных наночастиц, что позволило добиться очень высокой чувствительности к механическим воздействиям. В качестве структурного компонента электронные вибриссы используют эластичное волокно с низкой динамической жёсткостью.


Разработчики сообщают, что их детище способно регистрировать давление всего в один паскаль. По сравнению с существующими ёмкостными и резистивными сенсорами чувствительность увеличена на порядок. Исследователям уже удалось получить при помощи своих датчиков высокоточную трёхмерную карту движения воздушных потоков.


Разработка может найти самое широкое применение. Электронные вибриссы, к примеру, могли бы использоваться в качестве органов чувств для роботов или в новых человеко-машинных интерфейсах. На основе таких датчиков могут создаваться высокоточные системы мониторинга окружающей среды и носимые устройства для измерения показателей жизнедеятельности организма (кровяного давления и сердечного ритма).

Отчёт о работе опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Подготовлено по материалам Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли.