Roboti nově „vidí“ dotyk: Senzor mění tlak v barvy a přinese revoluci do medicíny i průmyslu

Vědci vyvinuli nový hmatový senzor měnící barvu, který umožňuje robotům „vidět“, čeho se dotýkají, v reálném čase. Lidské konečky prstů mají přes 10 000 receptorů pro vnímání dotyku, což je přirozená schopnost, kterou se robotika dosud snažila replikovat.

Vědci vyvinuli nový hmatový senzor měnící barvu, který umožňuje robotům „vidět“, čeho se dotýkají, v reálném čase. Lidské konečky prstů mají přes 10 000 receptorů pro vnímání dotyku, což je přirozená schopnost, kterou se robotika dosud snažila replikovat. Předchozí inženýrské pokusy vedly k pomalým strojům zatíženým náročnými výpočetními požadavky a nevhodnými elektronickými senzorovými poli.

Tým evropských vědců z Queen Mary University of London, vedený postdoktorandem Giacomo Sassem, změnil svůj přístup od budování složité elektroniky k vývoji chytřejšího materiálu. Tento nový systém umožňuje robotům okamžitě transformovat neviditelné mechanické síly na živé, dynamické barevné vzory. Jde o měkký, roztažitelný mechanochromní materiál, jehož strukturální barva se mění s deformací. Když se objekt přitlačí k tomuto materiálu, vytvoří vysoce detailní, prostorově proměnlivou barevnou mapu odpovídající přesnému zatížení a tlaku.

Standardní, nízkonákladová USB kamera sleduje materiál. Jelikož jsou taktická data již fyzicky zakódována ve světelném spektru, není potřeba složitých a náročných rekonstrukčních algoritmů. Profesor James Bustfield, jeden ze spoluautorů, zdůrazňuje, že informace jsou již ve světelném signálu, což umožňuje přímé pozorování dotyku namísto jeho rekonstrukce. Tento vývoj řeší dlouhodobý kompromis ve vizuálním hmatovém snímání: střet mezi rychlostí a detailem. Dříve museli inženýři volit mezi pomalými systémy s vysokým rozlišením, zatíženými výpočetními prodlevami, nebo rychlými systémy v reálném čase, které obětovaly prostorovou přesnost.

Inovace otevírá dveře k dříve nemožným aplikacím v průmyslu a medicíně. V mikrovýrobě poskytuje robotickým chapadlům extrémní jemnost potřebnou pro manipulaci s mikrokomponenty, protože malé změny síly jsou okamžitě viditelné. Ve zdravotnictví nabízí pokročilým protetickým končetinám mnohem bohatší a intuitivnější smysl pro dotyk. Navíc by mohla umožnit chirurgickým robotům přesně rozlišovat zdravou tkáň od tuhých nádorů čtením jemných tlakových signatur v reálném čase.