Электронная кожа для роботов: шаг к человеческому осязанию и его будущее

Учёные создали новый тип электронной «кожи», которая позволит роботам «чувствовать» тактильные ощущения — касания, нажатия, изменения температуры и даже боль от пореза.

Материал кожи изготовлен из электропроводящего гелеобразного состава на основе желатина, который можно формовать в различные объекты. Оснащённый особым типом электродов, он способен распознавать сигналы из более чем 860 000 проводящих каналов, соответствующих различным типам прикосновений и давления.

По словам разработчиков, технология найдёт применение в гуманоидных роботах и протезах для людей, где тактильная чувствительность критически важна. Кроме того, её можно использовать в автомобильной промышленности и спасательных операциях. Результаты исследования были опубликованы 11 июня в журнале Science Robotics.

Тактильное восприятие становится главным шагом в эволюции робототехники, приближая машины к человеческой способности взаимодействовать с миром. Однако большинство современных электронных кож требуют отдельных датчиков для разных типов сигналов (давление, температура и т.д.), что приводит к помехам и уязвимости структуры — традиционные материалы вроде силикона или эластомеров легко повреждаются.

Новый материал решает эти проблемы, объединяя все функции в мультимодальный сенсор. Он не только проще в производстве, но и дешевле, что открывает дорогу к массовому применению.

Гибкость и испытания

Для тестирования материала учёные отлили из гидрогеля модель человеческой руки, подключив к ней электроды. Руку подвергали нагреву, давлению (с помощью пальцев и роботизированной конечности) и даже разрезали скальпелем. Собрав более 1,7 млн сигналов, исследователи обучили нейросеть распознавать типы воздействий, что в будущем позволит роботам «понимать» прикосновения.

«Пока наша кожа не идеальна, но это лучшая разработка в своей области», — отметил соавтор исследования Томас Джордж Турутел, эксперт по робототехнике и искусственному интеллекту из Университетского колледжа Лондона.

Следующим этапом станет интеграция технологии в реальные устройства. Учёные планируют создать прототип протеза руки с полным тактильным откликом, который позволит пользователям различать текстуры предметов. Параллельно ведутся переговоры с автопроизводителями о внедрении сенсоров в рулевое управление — например, для контроля усталости водителя через анализ силы хвата.

Но остаются и вызовы: необходимо повысить износостойкость материала и минимизировать задержку сигналов. Кроме того, предстоит научить нейросети корректировать «ошибки» кожи — например, отличать резкий перепад температуры от механического повреждения.

Эксперты прогнозируют, что первые коммерческие версии такой электронной кожи появятся уже через 3–5 лет, изменив не только робототехнику, но и медицину, а возможно, и повседневную жизнь. Ведь представьте: холодильник, который чувствует спелость фруктов, или умный дом, «осязающий» утечку тепла. Граница между машиной и человеком продолжает стираться.