伸縮性のある電子スキンはロボットに人間レベルのタッチ感度を与える可能性がある

史上初の伸縮性のある電子スキンにより、ロボットやその他のデバイスに人間の皮膚と同じ柔らかさとタッチ感度を持たせることができ、高度な精度と力の制御が必要なタスクを実行するための新たな可能性が開かれます。

テキサス大学オースティン校の研究者によって開発された新しい伸縮性のある e-skin は、 新興テクノロジー。 既存の e-skin テクノロジーは、素材が伸びると感知精度が低下しますが、この新しいバージョンではそのようなことはありません。

「まるで 人間の皮膚 「人間の動きに合わせて伸びたり曲がったりする必要があるのと同じように、e-skin も同様です」と、このプロジェクトを主導したコックレル工学院航空宇宙工学部および機械工学科の教授、Nanshu Lu 氏は述べています。皮膚が伸びても圧力反応は変化せず、これは重要な成果です。」

新しい研究は、 出版された で 案件。

Lu 氏は、人間の手と同じレベルの柔らかさとタッチの感度を備えたロボット ハンドにとって、伸縮性のある e-skin が重要なコンポーネントであると構想しています。 これは以下に適用できます 医療そこではロボットが患者の脈拍をチェックしたり、体を拭いたり、体の一部をマッサージしたりすることができる。

ロボット看護師や理学療法士はなぜ必要なのでしょうか? 世界中で何百万人もの人々が高齢化し、世界の医療システムが提供できる以上のケアを必要としています。

「将来、高齢者の数が介護人材の数を上回れば、世界中で危機が訪れるだろう」とルー氏は語った。 「私たちは効率的かつ優しく人々の世話をする新しい方法を見つける必要があり、ロボットはそのパズルの重要なピースです。」

医療を超えて、人間を介護するロボットは災害時に配備される可能性があります。 たとえば、地震や倒壊した建物の中に負傷者や閉じ込められた人を捜索し、心肺蘇生法を施すなどの現場でのケアを行うことができる。

E-skin テクノロジーは接触による圧力を感知し、たとえばカップを掴んだり人に触れたりする際にどの程度の力を使用すべきかを接続されたマシンに知らせます。 しかし、従来のe-skinは伸びるとその変形も感知します。 その読み取り値により追加のノイズが発生し、圧力を感知するセンサーの能力が損なわれます。 そうなると、ロボットが何かを掴むのに過剰な力を使ってしまう可能性があります。

デモンストレーションでは、伸縮性を利用して、研究者は形状を変化させてさまざまな敏感なタッチベースのタスクを実行できる膨張可能なプローブとグリッパーを作成することができました。 皮膚に包まれた膨張したプローブは、被験者の脈拍と脈波を正確に捕捉するために使用されました。 空気を抜いたグリッパーは、タンブラーの中にコインを落とした場合でも、タンブラーを落とすことなくしっかりと保持できます。 このデバイスは、カリカリのタコスの殻を割ることなく押しました。

この発見の鍵となるのは、Lu 氏と共同研究者が長年にわたって研究してきた革新的なハイブリッド応答圧力センサーです。 従来の e-skin は容量性または抵抗性のいずれかですが、ハイブリッド応答 e-skin は圧力に対する両方の応答を採用しています。 これらのセンサーを完成させ、伸縮性のある絶縁材や電極素材と組み合わせることで、この e-skin の革新が可能になりました。

生体医工学部、チャンドラファミリー電気・コンピュータ工学部、ウォーカー機械工学部、テキサス材料研究所にも所属するルー氏と彼女のチームは現在、潜在的な応用に向けて取り組んでいる。 彼らは、自然科学大学コンピューターサイエンス学科の助教授であるロベルト・マーティン・マーティンと協力して、 ロボットアーム eスキンを搭載。 研究者とUTは、 eスキン ルー氏は、それを市場に投入するためにロボット企業と協力することに前向きです。