Искусственные мышцы и нейроны: как должны учиться роботы

Роботы по-прежнему не могут выполнять многие задачи, потому что они недостаточно чувствительны. Дрезденский стартап Poweron и исследователи по всему миру хотят это изменить.

В научно-фантастических фильмах роботы почти неотличимы от людей. Однако реальность другая, даже после десятилетий исследований и разработок: до сих пор промышленность едва ли могла смоделировать, например, человеческую руку из-за ее чувствительной кожи и особых механических способностей. Это затрудняет роботам выполнение многих задач, от сбора яблок до работы с пробирками и резиновыми подошвами. «Любой, кто может это сделать, открывает почти бесконечно большой рынок», — говорит Маркус Хенке, основатель Poweron.

Стартап из Дрездена занимается так называемой биоинспирированной робототехникой и хочет научить роботов, среди прочего, осязанию. Poweron печатает чувствительную кожу, искусственные мышцы и нейроны на гибких материалах. Первый продукт, чувствительный кончик пальца Touchdetect, в настоящее время полностью разработан для пилотных проектов, тестирующих функции и возможные варианты использования. «Кончик пальца можно легко интегрировать в существующие коммерчески доступные системы захвата», — говорит Хенке.

Кончик пальца сделан из силикона. На него натянута тонкая пленка с напечатанными на ней датчиками. До сих пор устройства в основном были ориентированы на развитие двигательных навыков. Например, они должны были быть точно запрограммированы, насколько далеко они будут достигать. Теперь это должно измениться. Чувствительный кончик пальца Poweron — это только начало. «Мы хотим сломать границы между людьми и машинами, — говорит Хенке. Компания также работает с пластмассами, формованными под воздействием электрического тока. Вот как можно имитировать мышцы. «Мы можем создавать структуры с помощью рефлексов», — говорит Хенке.

Мышцы, управляемые искусственными нейронами, могут управлять ручками. Демо-версия, которая находится на очень ранних стадиях, впервые показала это взаимодействие в реальной жизни. Вы можете стать намного ближе к будущему видению кино. По словам Хенке, примерно через 15 лет гуманоидные роботы будут делаться не только из металлов, но и из биоматериалов, подобных тем, над которыми работает Poweron.

Однако все надежды, которые возлагались на роботов, работающих с людьми на фабрике, не оправдались. Особенно в небольших компаниях большинство операций по-прежнему выполняются вручную. Традиционные тяжелые промышленные роботы по-прежнему доминируют в продажах. Эсбен Остергаард, который когда-то основал мирового лидера рынка Universal Robots, убежден, что это скоро изменится: «Сегмент коботов определенно станет больше, чем классические тяжелые роботы», — сказал он Handelsblatt.

Но для этого коботы должны иметь возможность выполнять значительно больше задач, которые раньше выполнялись вручную. Сегодня это часто невозможно с хрупкими предметами или гибкими материалами, такими как резина. Более чувствительные роботы также могут использоваться в полупроводниковой промышленности, медицинской технике. Многие компании и научно-исследовательские институты по всему миру в настоящее время работают над этой темой. Йоханнес Вейхарт, аспирант группы Micro and Nanosystems в ETH Zurich, разработал искусственную кожу, позволяющую роботам прикасаться и чувствовать. Он оснащен примерно одним датчиком на квадратный миллиметр. Эти датчики содержат шарики, сжимающие электрические провода. Таким образом можно определить давление и направление. Наука часто пытается решить будущие проблемы, используя устоявшиеся технологии. Мы думаем, что пришло время для новых материалов и новых продуктов.