Najnowsze przełomy w technologii elektronicznej skóry (e-skóry) szybko zmieniają sposób, w jaki roboty wchodzą w interakcje ze światem, przybliżając maszyny do ludzkich możliwości sensorycznych jak nigdy dotąd.
Naukowcy z Uniwersytetu Cambridge oraz University College London niedawno zaprezentowali przełomową skórę robotyczną wykonaną z elastycznego, taniego żelowego materiału, który potrafi jednocześnie wykrywać różne rodzaje dotyku. W przeciwieństwie do tradycyjnych skór robotycznych, wymagających oddzielnych czujników dla różnych bodźców, ten jednowarstwowy materiał rozpoznaje nacisk, temperaturę, ból oraz wiele punktów kontaktu jednocześnie.
„Nie jesteśmy jeszcze na etapie, w którym skóra robotyczna dorównuje ludzkiej, ale uważamy, że to obecnie najlepsze rozwiązanie na rynku” – wyjaśnia dr Thomas George Thuruthel, współautor badania opublikowanego w Science Robotics. Technologia wykorzystuje tomografię impedancji elektrycznej do stworzenia ponad 860 000 przewodzących ścieżek w membranie hydrożelowej, co zapewnia niespotykaną dotąd czułość.
Tymczasem niemieccy naukowcy z Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf opracowali elektroniczną skórę zdolną do wykrywania i śledzenia zmian w polach magnetycznych, co potencjalnie umożliwia bezdotykową interakcję. Ich system integruje zjawisko gigantycznej magnetorezystancji z tomografią rezystancji elektrycznej, oferując mapowanie pola magnetycznego w czasie rzeczywistym z rozdzielczością 1 mm.
Te osiągnięcia rozwiązują podstawowe wyzwanie w robotyce: brak interfejsu skórnego zdolnego do wykrywania i reagowania na subtelne bodźce. Bez takiego sprzężenia zwrotnego zadania wymagające precyzji – jak manipulacja delikatnymi obiektami – pozostają trudne nawet dla najbardziej zaawansowanych maszyn.
Zastosowania wykraczają daleko poza podstawową robotykę. W medycynie elektroniczne plastry skórne są wykorzystywane do ciągłego monitorowania parametrów życiowych, zarządzania cukrzycą czy śledzenia zdrowia układu krążenia. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego znaleźli nawet sposoby na łączenie inżynieryjnych tkanek skórnych z humanoidalnymi robotami, co może zapewnić większą mobilność, zdolności samonaprawcze i bardziej realistyczny wygląd.
Rynek odzwierciedla ten technologiczny impet. Według Grand View Research, światowy rynek elektronicznej skóry wyceniany był na około 10,9 miliarda dolarów w 2024 roku, a prognozowany roczny wzrost wynosi 23%, co pozwoli osiągnąć wartość 37,1 miliarda dolarów do 2030 roku. Ameryka Północna obecnie dominuje z udziałem 37,2%, jednak najszybszy wzrost notuje region Azji i Pacyfiku, głównie dzięki rosnącym inwestycjom w robotykę i integrację sztucznej inteligencji.
Polimery elektroaktywne stanowią największy segment rynku, obejmując około 30% udziału, a ich zdolność do zmiany kształtu lub rozmiaru pod wpływem napięcia elektrycznego czyni je idealnymi do elastycznych, responsywnych zastosowań.
Wraz z dalszym rozwojem tych technologii, zapowiadają one rewolucję w interfejsach człowiek-maszyna w wielu sektorach. Od protez zapewniających użytkownikom zmysł dotyku, po roboty mogące bezpiecznie współpracować z ludźmi w medycynie i przemyśle – elektroniczna skóra ma szansę fundamentalnie zmienić sposób, w jaki wchodzimy w interakcję z maszynami.
„Jeśli uda nam się stworzyć materiały, które będą w stanie samodzielnie i automatycznie wykrywać uszkodzenia, a następnie inicjować mechanizmy samonaprawy, będzie to prawdziwie przełomowe” – zauważa jeden z badaczy pracujących nad samonaprawiającą się skórą robotyczną na University of Nebraska-Lincoln.
Dzięki postępom w nauce o materiałach, technologii sensorów i sztucznej inteligencji, różnica między ludzkimi a robotycznymi zdolnościami sensorycznymi stale się zmniejsza, przybliżając nas do przyszłości, w której maszyny nie tylko widzą i słyszą świat – ale także go czują.