Последние достижения в области электронной кожи (e-skin) стремительно меняют способы взаимодействия роботов с окружающим миром, приближая машины к человеческим сенсорным возможностям как никогда ранее.
Исследователи из Кембриджского университета и Университетского колледжа Лондона недавно представили инновационную роботизированную кожу, изготовленную из гибкого и недорогого гелевого материала, способного одновременно распознавать различные типы прикосновений. В отличие от традиционных роботизированных кож, требующих отдельных датчиков для каждого типа стимулов, этот однослойный материал может определять давление, температуру, боль и несколько точек контакта одновременно.
«Мы ещё не достигли уровня, когда роботизированная кожа сопоставима с человеческой, но считаем, что на данный момент это лучшее решение из существующих», — объясняет доктор Томас Джордж Турутел, соавтор исследования, опубликованного в Science Robotics. Технология использует электрическую томографию импеданса для создания более 860 000 проводящих путей по всей гидрогелевой мембране, что обеспечивает беспрецедентную чувствительность.
Тем временем немецкие учёные из Центра Гельмгольца в Дрезден-Россендорфе разработали электронную кожу, способную обнаруживать и отслеживать изменения магнитных полей, что потенциально открывает возможности для бесконтактного взаимодействия. Их система сочетает гигантское магнитосопротивление с электрической томографией сопротивления, обеспечивая картографирование магнитного поля в реальном времени с разрешением 1 мм.
Эти достижения решают одну из фундаментальных задач робототехники: отсутствие кожеподобного интерфейса, способного чувствовать и реагировать на тонкие стимулы. Без такой обратной связи задачи, требующие деликатности — например, обращение с хрупкими предметами — остаются сложными даже для самых совершенных машин.
Применение технологии выходит далеко за рамки базовой робототехники. В здравоохранении электронные кожные пластыри используются для непрерывного мониторинга жизненных показателей, контроля диабета и отслеживания состояния сердечно-сосудистой системы. Учёные Токийского университета даже нашли способы соединять искусственную кожную ткань с гуманоидными роботами, что потенциально позволит повысить их подвижность, обеспечить самовосстановление и придать более реалистичный внешний вид.
Рынок отражает этот технологический прогресс. По данным Grand View Research, мировой рынок электронной кожи оценивался примерно в $10,9 млрд в 2024 году и, по прогнозам, будет расти со среднегодовым темпом 23%, достигнув $37,1 млрд к 2030 году. В настоящее время Северная Америка занимает лидирующую позицию с долей 37,2%, однако самый быстрый рост наблюдается в Азиатско-Тихоокеанском регионе благодаря увеличению инвестиций в робототехнику и интеграцию искусственного интеллекта.
Электроактивные полимеры составляют крупнейший сегмент рынка (около 30%), поскольку их способность изменять форму или размер под воздействием электрического напряжения делает их идеальными для гибких и чувствительных применений.
По мере развития этих технологий они обещают революционизировать интерфейсы взаимодействия человека и машины во множестве отраслей. От протезов, возвращающих пользователям ощущение прикосновения, до роботов, которые могут безопасно взаимодействовать с людьми в здравоохранении и производстве — электронная кожа способна кардинально изменить способы нашего взаимодействия с машинами.
«Если мы сможем создавать материалы, которые способны самостоятельно и автономно определять повреждения и запускать механизмы самовосстановления, это станет по-настоящему преобразующим шагом», — отмечает один из исследователей, работающих над самовосстанавливающейся роботизированной кожей в Университете Небраски-Линкольна.
С дальнейшим развитием материаловедения, сенсорных технологий и искусственного интеллекта разрыв между человеческими и роботизированными сенсорными возможностями продолжает сокращаться, приближая нас к будущему, в котором машины не только видят и слышат мир, но и ощущают его.