Останні прориви у технології електронної шкіри (е-шкіри) стрімко змінюють спосіб взаємодії роботів зі світом, наближаючи машини до людських сенсорних можливостей як ніколи раніше.
Дослідники Кембриджського університету та Університетського коледжу Лондона нещодавно представили новаторську роботизовану шкіру, виготовлену з гнучкого, недорогого гелевого матеріалу, який може одночасно виявляти кілька типів дотику. На відміну від традиційних роботизованих шкір, що потребують різних сенсорів для різних подразників, цей одношаровий матеріал здатен розпізнавати тиск, температуру, біль і кілька точок контакту одночасно.
"Ми ще не досягли рівня, коли роботизована шкіра така ж хороша, як людська, але вважаємо, що наразі це найкраще з існуючого," — пояснює доктор Томас Джордж Турутел, співавтор дослідження, опублікованого в Science Robotics. Технологія використовує електричну імпедансну томографію для створення понад 860 000 провідних шляхів через гідрогелеву мембрану, забезпечуючи безпрецедентну чутливість.
Тим часом німецькі вчені з Центру Гельмгольца у Дрезден-Россендорфі розробили електронну шкіру, яка може виявляти та відстежувати зміни магнітних полів, потенційно дозволяючи безконтактну взаємодію. Їхня система інтегрує гігантський магніторезистивний ефект з електричною томографією опору для забезпечення картографування магнітного поля в реальному часі з роздільною здатністю 1 мм.
Ці досягнення вирішують фундаментальну проблему робототехніки: відсутність шкіроподібного інтерфейсу, здатного відчувати та реагувати на тонкі подразники. Без такого зворотного зв'язку завдання, що вимагають делікатності — наприклад, робота з крихкими предметами — залишаються складними навіть для найсучасніших машин.
Застосування технології виходить далеко за межі базової робототехніки. В медицині електронні шкірні пластирі використовуються для безперервного моніторингу життєвих показників, контролю діабету та відстеження стану серцево-судинної системи. Дослідники Токійського університету навіть знайшли способи з'єднувати інженерну шкіру з людиноподібними роботами, що потенційно забезпечує більшу рухливість, здатність до самовідновлення та більш реалістичний вигляд.
Ринок відображає цей технологічний імпульс. За даними Grand View Research, світовий ринок електронної шкіри у 2024 році оцінювався приблизно у $10,9 мільярда, а до 2030 року очікується зростання з середньорічним темпом 23% до $37,1 мільярда. Північна Америка наразі домінує з часткою 37,2%, хоча Азіатсько-Тихоокеанський регіон демонструє найшвидше зростання завдяки зростанню інвестицій у робототехніку та інтеграцію ШІ.
Електроактивні полімери становлять найбільший сегмент ринку — близько 30% — завдяки здатності змінювати форму чи розмір під дією електричної напруги, що робить їх ідеальними для гнучких, чутливих застосувань.
У міру розвитку цих технологій вони обіцяють революціонізувати інтерфейси людина-машина у багатьох сферах. Від протезів, які надають користувачам відчуття дотику, до роботів, що можуть безпечно взаємодіяти з людьми у медицині та виробництві — електронна шкіра здатна докорінно змінити спосіб нашої взаємодії з машинами.
"Якщо ми зможемо створювати матеріали, які здатні самостійно й автономно визначати пошкодження та ініціювати механізми самовідновлення, це буде справжній прорив," — зазначає один із дослідників самовідновлюваної роботизованої шкіри з Університету Небраски-Лінкольна.
Завдяки постійному прогресу у матеріалознавстві, сенсорних технологіях та штучному інтелекті, розрив між людськими та роботизованими сенсорними можливостями невпинно скорочується, наближаючи нас до майбутнього, де машини не лише бачать і чують світ — вони його відчувають.