Тактильное восприятие мягкости кажется обычным чувством, но оно играет большое значение при различных действиях, как например, оценка спелости плода или держание руки близкого человека. Но воспроизведение восприятия мягкости в робототехнике оказалось не простой задачей, так как в этом задействовано много различных сенсорных и когнитивных процессов. Ученые робототехники пробовали решить эту задачу с помощью тактильных устройств, но они не могли различать элементы восприятия плотности: кожные сенсорные обратные связи от кончика пальца и сенсорные кинестетические сигналы, которые дают информацию о силе, приложенной к телу в суставе пальца.
Команда ученых, под руководством Джейми Пайка из компании RRL, добились решения той проблемы и разработали SORI (интерфейс мягкого рендеринга). Устройство SORI разделяет кожные и кинестетические сигналы и позволяет отличать плотность различных материалов. Таким образом, SORI закрывает пробел в области робототехники, что позволит совершить прорыв в тех областях, где восприятие имеет большое значение, например, в глубоководных исследованиях или в роботизированной хирургии.
Результаты исследования были опубликованы в Трудах Национальной академии наук (PNAS).
Как показали нейробиологические и психологические исследования, сигналы с кожи основаны на силы воздействия на поверхность и степенью деформации объекта. Но кончики пальцев человека различаются по плотности и размеру и по-разному контактируют с определенной поверхностью.
Ученые определили параметры мягкости из ряда различных материалов и занесли их на устройство SORI.
Устройство SORI оснащено шарнирами оригами с приводом от двигателя, которые можно модулировать и менять их жесткость.
Устройство SORI разделило кинестетическую и кожную функциональность, что позволило воспринимать плотность различных объектов, например, мягкость мяса, рыбы и зефира. При проведении виртуального эксперимента SORI даже смогла воспроизвести ощущение бьющегося сердца и, таким образом, показало свою эффективность при приведении мягких материалов в движение.
Основной областью возможного применения разработки является медицина. Его можно использовать для обучения медиков, а также он позволит обеспечить важную сенсорную обратную связь хирургам, которые используют роботов для проведения операций.
SORI также помочь в роботизированном сельском хозяйстве: например, при сборе нежных фруктов и овощей, не раздавливая их.
