Инженеры разработали протез руки с тактильной обратной связью, способный захватывать предметы с точностью 99,69% и адаптировать силу хвата в зависимости от типа объекта: от хрупких пластиковых стаканов до тяжелых металлических бутылок.
Инженеры из Университета Джонса Хопкинса создали бионическую руку, которая не только захватывает предметы, но и «ощущает» их, регулируя силу хвата подобно человеческой конечности. В испытании протез продемонстрировал точность в 99,69% при манипуляциях с 15 различными предметами. В одном из тестов протез с легкостью поднял хрупкий пластиковый стакан с водой тремя пальцами.
Исследователи использовали гибридную конструкцию, которая до сих пор не применялась в протезировании и робототехнике. В отличие от существующих роботизированных рук, которые были либо слишком жесткими, либо слишком мягкими, протез сочетает резиноподобные полимеры с жестким внутренним скелетом, напечатанным на 3D-принтере.
Бионический протез с тактильной обратной связью
Три слоя тактильных датчиков, созданные по образцу человеческой кожи, позволяют устройству не просто регистрировать прикосновение, но и различать текстуру, форму и плотность объектов. Каждый из мягких, заполненных воздухом суставов пальцев управляется мышцами предплечья, а алгоритмы машинного обучения преобразуют сигналы от искусственных сенсорных рецепторов в реалистичное чувство прикосновения.
Наша система основана на нейронной модели — она имитирует тактильные рецепторы руки для создания нервоподобных сообщений, чтобы «мозг» протеза понимал, что что-то горячее или холодное, мягкое или твердое, или выскальзывает из захвата.
Нитиш Такор, профессор биомедицинской инженерии в Университете Джонса Хопкинса, руководитель исследования
Людям, которым ампутировали руку, протез даст возможность свободно взаимодействовать с окружающей средой, чувствовать и обнимать своих близких, не беспокоясь о потенциальном вреде, говорят разработчики. При этом они признают, что требуется дальнейшая работа для совершенствования системы. Можно улучшить силу захвата, внедрить дополнительные датчики и использовать более долговечные промышленные материалы.
