Источник: techxplore.com
Оригинальную идею придумал постдокторант Джакомо Сассо, которому удалось преобразовать невидимые физические силы в динамичные цветные узоры высокого разрешения. Когда на мягкую поверхность датчика оказывается давление, материал мгновенно создает пространственно изменяющиеся структурные цвета. Эти оптические сигналы считываются обычной недорогой камерой, что полностью устраняет необходимость в использовании сложных математических алгоритмов реконструкции.
Результаты этого передового исследования были официально опубликованы в авторитетном научном журнале Science Advances. Предложенная технология открывает широкие возможности для создания робототехнических захватов, способных собирать микроскопические компоненты с чрезвычайной точностью. Кроме того, разработка существенно улучшит сферу здравоохранения, обеспечивая современные протезы конечностей естественным и чувствительным восприятием повседневных задач. В хирургических системах такой материал поможет врачам мгновенно отличать здоровые ткани от аномальных по специфической цветовой реакции на давление.
Главное отличие новой системы от традиционных аналогов заключается в том, что функция чувствительности интегрирована непосредственно в саму структуру материала. Любые механические взаимодействия кодируются в световые поля, которые недорогая USB-камера фиксирует без малейших задержек. Авторы проекта подчеркнули, что им удалось достичь уникальной плотности сбора данных и четко зафиксировать даже мелкие папиллярные линии. Вместо интеграции громоздких массивов инженерных микросхем ученые сместили акцент на физические свойства полимера, упростив общую архитектуру робота.
Это изобретение успешно решает давний технологический компромисс, существовавший в сфере создания визуальных тактильных датчиков. Ранее системы с высоким разрешением требовали мощных вычислений для воссоздания геометрии контакта, что приводило к значительным задержкам в работе. Международное сотрудничество британских и итальянских учёных объединило многолетний опыт исследований в областях мягкой робототехники и материаловедения. Новые механохромные вещества стали перспективным направлением, где деформация преобразуется в видимый спектр непосредственно в зоне контакта.
В настоящее время над созданием этой уникальной технологической платформы совместно работают ведущие профессора из университетов Флоренции, Триеста и Тренто. Учёные отмечают, что вся необходимая информация о силе прикосновения уже заложена в самом световом сигнале, который генерирует полимер. В то же время разработчики добавляют, что текущие результаты пока основаны на тестах одной научной группы. В будущем подобные испытания оптических датчиков необходимо повторить на различных инженерных площадках для подтверждения надежности системы.
