Кажуть про великий прорив: У Китаї розробили електронну шкіру, що дозволяє роботам відчувати біль

Китайські дослідники оголосили про створення інноваційної нейроморфної електронної шкіри (NRE-skin), яка кардинально змінює спосіб взаємодії людиноподібних роботів із навколишнім середовищем, передають Патріоти України.

Ця розробка дозволяє машинам не лише відчувати дотик, але й розпізнавати біль та реагувати на потенційні травми за допомогою миттєвих рефлексів, подібних до людських.

Проблема більшості сучасних роботів полягає у централізованій обробці даних. У стандартних моделях інформація від датчиків спочатку передається до центрального процесора, аналізується і лише потім перетворюється на команди для двигунів. Навіть мілісекундні затримки в цьому ланцюжку можуть призвести до серйозних пошкоджень під час контакту з гострими або гарячими предметами. Нова розробка китайських вчених усуває цей недолік, імітуючи роботу людської нервової системи.

Коли людина торкається чогось небезпечного, сигнал від нервових закінчень йде безпосередньо до спинного мозку, викликаючи рефлекторне відсмикування руки ще до того, як мозок повністю усвідомить біль. Електронна шкіра NRE-skin працює за схожим принципом. Вона має ієрархічну архітектуру, натхненну нейронними мережами, і складається з чотирьох шарів. Зовнішній шар виконує роль епідермісу, під яким розташовані сенсори та схеми, що діють як чутливі нерви.

Система постійно відстежує тиск, силу та структурну цілісність поверхні. У нормальному стані шкіра надсилає регулярні імпульси до процесора, підтверджуючи стабільну роботу. Проте, якщо сила механічного впливу перевищує встановлений поріг, система розпізнає це як біль. У такому разі високовольтний сигнал подається безпосередньо на двигуни, оминаючи центральний процесор. Це забезпечує майже миттєву реакцію — наприклад, робот може відсмикнути кінцівку від джерела небезпеки за частки секунди.

Крім захисної функції, NRE-skin здатна діагностувати власні пошкодження. Якщо шкіру порізано, потік електричних імпульсів переривається, що дозволяє роботу точно визначити місце та характер травми. Розробники також подбали про практичність: покриття складається з магнітних модульних латок. Це дозволяє технічному персоналу замінити пошкоджену ділянку площею в кілька квадратних сантиметрів за лічені секунди, не вдаючись до тривалого та складного ремонту всієї машини.

Як зазначають дослідники у журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, ця технологія є критично важливою для роботів, які працюють у лікарнях, громадських місцях та вдома поруч із людьми. Впровадження «інстинктів» робить машини безпечнішими та дозволяє їм краще адаптуватися до непередбачуваних умов. Наразі команда працює над підвищенням чутливості системи, щоб вона могла одночасно обробляти сотні точок дотику на поверхні площею в декілька метрів.