- В России вновь начали собирать Mercedes-Benz... (515)
- Selectel расширил функциональность... (518)
- Создатели Frostpunk 2 отменили «смелый и... (537)
- Северный магнитный полюс Земли официально... (566)
- Ответы даже не на финансовую тематику: в... (603)
- 3,0 л, 585 л.с., полный привод 4MATIC+ и не... (542)
- YADRO обновила объектную систему хранения... (562)
- Биткоин обвалился ниже $95 тысяч из-за... (494)
- Broadcom серьёзно взялась за ИИ-чипы — в... (527)
- Broadcom серьёзно взялась за ИИ-чипы — в... (416)
- Gmail отбил мощную волну фишинговых атак и... (478)
- Gmail отбил мощную волну фишинговых атак и... (385)
- В России создали устройство, которое должно... (582)
- В России создали уникальное устройство,... (561)
- Завод, выпускающий Solaris в России, не... (472)
- Огромный 9-местный полноприводный... (494)
Ученые создали искусственную кожу, вдохновлённую сенсорными способностями утконоса
Дата: 2024-09-25 23:18
Учёные из Пекинского института наноэнергетики и наносистем и Университета Цинхуа разработали новую многорецепторную кожу, вдохновлённую сенсорными способностями утконоса. Эта кожа может быть использована для повышения сенсорных возможностей роботизированных, тактильных и протезных систем.
Утконос обладает уникальной двойной сенсорной системой, которая позволяет ему обнаруживать как электрические, так и механические изменения в окружающей среде. Эта сложная сенсорная система позволяет ему обнаруживать добычу или потенциальные угрозы, не полагаясь на зрение. Разработанная группой учёных многорецепторная сенсорная система может воспринимать тактильные стимулы и собирать сенсорную информацию на расстоянии.
«Моя 9-летняя дочь рассказала мне о документальном фильме об утконосе, который она смотрела. Она спросила знаю ли я, что утконос — это яйцекладущее млекопитающее, которое не полагается на глаза при охоте. Её вопрос пробудил во мне любопытство относительно сенсорных способностей утконоса. Это любопытство привело к более глубокому изучению его замечательной сенсорной системы, что в конечном итоге вдохновило на это исследование», — рассказала Ди Вэй, ведущий автор статьи.
Сенсорная система, разработанная Вэй и коллегами, имеет двойную сенсорную конструкцию, которая имитирует электрорецепцию и механорецепцию утконоса. Эта уникальная конструкция позволяет коже точно определять объекты и собирать тактильную информацию с высокой чувствительностью, как при прикосновении к ним, так и на расстоянии.
Источник: DALL-E«Мы стремились воспроизвести возможности утконоса в искусственной коже, которая сочетает в себе как тактильные, так и телевосприятие. Наша главная цель состояла в том, чтобы расширить диапазон восприятия искусственных систем, позволяя роботам обнаруживать и взаимодействовать с окружающей средой, не полагаясь исключительно на физический контакт», — сказала Вэй.
Разработанная кожа, вдохновлённая утконосом, основана на двух ключевых принципах: контактной электризации и электростатической индукции. Когда она касается другого материала, перекрытие электронных облаков в двух материалах облегчает передачу электронов, в конечном итоге генерируя трибоэлектрическое электричество. Это позволяет коже воспринимать тактильные стимулы.
Для сбора сенсорной информации на расстоянии кожа вместо этого полагается на электростатическую индукцию. По сути, структурированное легирование наночастиц в эластомере, на котором основана кожа, усиливает диэлектрическую поляризацию, позволяя системе обнаруживать изменения в электрических полях, когда заряженные объекты находятся поблизости.
«С точки зрения состава, многорецепторная кожа следует одноэлектродной конструкции. Она состоит из тонкой пленки ПТФЭ и ПДМС, структурированного легированного эластомера, в который встроены неорганические неметаллические наночастицы для повышения диэлектрических свойств, слоя серебряной нанопроволоки [AgNW], функционирующего в качестве электрода, и инкапсулированной подложки ПДМС, обеспечивающей гибкость и защиту», — пояснила Вэй.
Разработанная многорецепторная кожа может способствовать разработке новых технологий, которые могут ощущать объекты на расстоянии. Эти системы могут иметь широкий спектр реальных приложений, начиная от мониторинга окружающей среды в экстремальных климатических условиях и заканчивая взаимодействием человека с машиной и автономной навигацией роботов.
Иллюстрация концепции многорецепторной кожи. Источник: Du et al«С практической точки зрения эта биоинспирированная репликация двойной сенсорной системы утконоса — объединяющая тактильное и телевосприятие — знаменует собой значительный прогресс в мультимодальном распознавании. Этот прорыв устраняет ограничения традиционных бесконтактных датчиков, обеспечивая более точную и надежную работу в сложных условиях», — сказала Вэй.
Эта работа может проложить путь к разработке других сенсорных систем, которые полагаются на двойные сенсорные конструкции. Исследователи работают над дальнейшим улучшением многорецепторной системы, повышая её универсальность и облегчая широкомасштабное развёртывание.
«Наши будущие исследования будут сосредоточены на расширении возможностей электронного рецептора не только за счёт более глубокой интеграции искусственного интеллекта, но и за счёт внедрения инновационных материалов для расширения диапазона и точности обнаружения электрического поля. В частности, мы стремимся улучшить адаптивность и надёжность системы в экстремальных или непредсказуемых условиях. Кроме того, мы усовершенствуем электронный рецептор, включив дополнительные сенсорные модальности, что позволит реагировать на более сложные стимулы и предлагать более широкий диапазон восприятия», — сказала Вэй.
В рамках своих следующих исследований Вэй и её коллеги также планируют оптимизировать возможности обработки данных своей системы, чтобы она могла надёжно обрабатывать данные и точно обнаруживать объекты в реальном времени. Это может быть особенно полезно для приложений, требующих быстрой обработки сенсорных данных, таких как автономные транспортные средства и человеко-машинные интерфейсы.
Подробнее на iXBT
Предыдущие новости
Vivo представила смартфоны V40 Lite 4G с Snapdragon 685 и V40 Lite 5G с Snapdragon 4 Gen 2
Помимо смартфона V40e, компания Vivo сегодня представила модели смартфонов V40 Lite 4G и V40 Lite 5G. Визуально оба аппарата практически не отличаются. Ключевые различия связаны с начинкой устройств. V40 Lite 5G. Источник изображений:...
Samsung представила SSD 990 Evo Plus с поддержкой PCIe 4.0 x4 и PCIe 5.0 x2 — он до 50 % быстрее 990 Evo
Компания Samsung представила новый твердотельный NVMe-накопитель 990 Evo Plus. Производитель заявляет, что новинка на 50 % производительнее предшественника в лице Samsung 990 Evo. Источник изображения:
Meizu представила смарт-кольцо StartV Ring 2 с мониторингом уровня сахара в крови и других показателей здоровья за $185
Компания DreamSmart (бренд Meizu) представила сегодня на мероприятии в Китае умное кольцо «два в одном» Meizu StartV Ring 2, которое позволяет отслеживать важнейшие показатели здоровья и производить оценку риска возникновения гипергликемии, определяя содержание глюкозы в крови с точностью до 80 %. Это функция будет особенно полезной для людей, больных сахарным диабетом. С...
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» открыл экзопланету с асимметричной атмосферой
Международная группа исследователей, включая астрономов Аризонского университета, с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) обнаружила атмосферу горячей и уникально раздутой экзопланеты. Экзопланета, которая имеет размер Юпитера, но составляет всего одну десятую его массы, имеет восточно-западную асимметрию в своей атмосфере. Результаты этого исследования были...