Poslednjih godina, mnogi istraživački timovi pokušavaju da dizajniraju veštačke kože sa elektronskim svojstvima za humanoidne robote, pametne protetike i druge bio-inspirisane sisteme. Ove kože mogu da osete teksture i taktilne osobine objekata, omogućavajući različitim sistemima da planiraju svoje akcije na osnovu informacija koje su otkrili.
Istraživači sa Univerziteta Donghua i Nacionalnog univerziteta u Singapuru nedavno su razvili novu elektronsku kožu (e-skin) koja takođe može da percipira informacije vezane za klizanje tečnosti po objektima. Ova e-koža, predstavljena u radu objavljenom u Nature Communications, može pretvoriti dinamičko klizanje kapljica u električne signale, koji se zatim unose u indikator.
„Naša e-koža u obliku kapljica (DES) je dizajnirana da poboljša sposobnost inteligentnih robota da osete okruženje kapljica, smanjujući jaz između robotske e-kože i ljudske kože u percepciji kapljica“, rekao je Iunlong Ksu, prvi autor rada, za Tech Ksplore. „To je zato što trenutno ne postoji e-koža koja duboko percipira klizno ponašanje kapljica tečnosti.“
Ljudi su urođeno sposobni da otkriju klizanje kapljica tečnosti na svojoj koži, što se može pokazati vrednim kada obavljaju ručne zadatke u vlažnom okruženju. Da bi reprodukovali ovu sposobnost u svojoj e-koži, Bai i njegove kolege su crpili inspiraciju iz svakodnevnog fenomena, naime fudbalske lopte koja se kotrlja po pločicama poda.
„Ovaj posao je uglavnom obavljao tim sa Univerziteta Donghua, uz eksperimentalnu optimizaciju i reviziju papira Čengkuo Li i Zhongda Sun sa Nacionalnog univerziteta u Singapuru, kao i pomoć Zhiking Baija u reviziji rada“, rekao je Ksu. „Naša e-koža je zasnovana na triboelektričnom mehanizmu, odnosno kontaktnoj elektrifikaciji i elektrostatičkoj indukciji između kapljice i e-kože.
DES koji je kreirao ovaj tim istraživača sastoji se od isprepletene mreže elektroda. Ove elektrode mogu detektovati različita dinamička klizna ponašanja kapljica, koristeći trenje koje proizvode da ih pretvore u električne signale.
„Percepcija kliznog ponašanja kapljice se uglavnom pripisuje dizajnu genijalne mreže koslojnih isprepletenih elektroda“, objašnjava Ksu. „One se sastoje od dve serije elektroda na istom sloju koje ne vode jedna prema drugoj. Naš dizajn takođe obezbeđuje da je indukciona udaljenost između kapljice i svake serije elektroda ista.“
Nakon što e-skin konvertuje ponašanje klizećih kapljica u električne signale, on šalje vizuelni prikaz ovih ponašanja indikatoru. Značajno je da koža takođe može da prati smer u kome kapljice teku i kontroliše curenje vode.
„Ovaj rad pruža elektronsku kožu bioničkih kapljica sa sopstvenim napajanjem da duboko percipira ponašanje klizanja kapljica pretvaranjem različitih dinamičkih ponašanja klizanja kapljica u električne signale, čime se inteligentne robotske uređaje osnažuje sa povećanom percepcijom u uobičajenim okruženjima kapljica“, rekao je Ksu.
E-skin predstavljen u ovom nedavnom radu uskoro bi mogao biti integrisan u robotske sisteme u stvarnom svetu kako bi se dodatno procenio njen učinak. U budućnosti bi to moglo da doprinese razvoju humanoidnih robota sa naprednijim taktilnim senzornim sposobnostima, čime bi se dodatno premostio jaz između senzorne percepcije čoveka i robota.
„Naš bionički DES u velikoj meri sužava jaz između veštačke e-kože i ljudske kože u sposobnosti percepcije i donosi obećavajuće primene u vojsci, spašavanju i svakodnevnom životu“, dodao je Ksu. „Sada planiramo da nastavimo da optimizujemo njegovu osetljivost i sposobnosti protiv smetnji, i da koristimo mašinsko učenje da omogućimo njegove moćnije mogućnosti percepcije.“
