Новый робот осязает лучше человека
Ученые из Инженерной школы Viterbi при университете Южной Калифорнии построили «чувствительного» робота, он различает на ощупь множество материалов, причем, как заявляют разработчики, в этом машина проявляет себя лучше человека. За чувствительность отвечает тактильный сенсор BioTac, который подражает кончику человеческого пальца.
Сенсор BioTac представляет собой конструкцию с мягким покрытием, под которым находится жидкий наполнитель, они позволяют с высокой точностью определять точку приложения силы и температурные особенности объекта, с которым соприкасается сенсор. Высокая чувствительность сенсора определяется покрытием с тонким рельефом, когда робот проводит кончиком «пальца» по изучаемой поверхности, покрытие производит вибрации, и их анализ позволяет идентифицировать сам материал, чему способствует жидкое наполнение. Ученые напоминают, что механизм человеческого осязания принципиально имеет то же строение, хотя эффективность машины в конечном итоге оказывается выше.
Объекты, проходящие сквозь тело: неприятно, но реалистично
Японские ученые из исследовательской группы Kajimoto при Университете электрокоммуникаций разработали устройство, симулирующее ощущения от предметов, проходящих сквозь ладонь. Конечно, за исключением того факта, что в реальности это очень больно. Предполагается, что это значительно повысит реализм в компьютерных играх, для создания иллюзии используются виброприводы.
Для правдоподобия они создали целую систему. Написали простенькую компьютерную игру, которая управляется при помощи данного прототипа, в конструкцию которого включен модуль от Nintendo Wiimote. Согласно условиям игры, из разных участков в верхней части экрана выпадают шарики, пользователь ловит их, и они проходят сквозь ладонь. В этот момент включаются виброприводы.
Kyocera разрабатывает тактильный смартфон
Компания KDDI представила в Японии прототип так называемого тактильного смартфона, изготовленного на базе дисплея и технологий Kyocera. От остальных тактильных устройств смартфон отличается особой многослойной структурой дисплея; это более удобное и эффективное решение по сравнению, например, с вибрацией при каждом прикосновении к тачскрину.
Ощущения при работе на этом экране сравнимы с ощущениями при нажатии кнопки затвора на фотоаппарате. Пользователь действительно чувствуют каждый слой структуры, и когда он нажимает на экранную кнопку, то готов поверить, что она настоящая. Он даже предугадывает, с каким усилием на эту кнопку следует надавить. Представленный в Японии прототип содержит всего пару тактильных слоев, однако Kyocera подтвердила, что в настоящий момент можно создать семислойную структуру на всю поверхность экрана. К сожалению, пока ничего не сообщается о том, когда компании планируют выпустить изобретение из лаборатории и использовать технологию для массового производства смартфонов и планшетных компьютеров.
Новый прибор для реабилитации после инсульта
Исследователи из университета Саутгемптона разработали устройства, которые помогают людям, перенесшим инсульт, восстановить работу мышц рук.
На конференции по уходу за больными (Assisted Living Conference), проходящей в Институте Инженерии и Технологий (Institution of Engineering and Technology), доктор Джефф Меррет (Geoff Merrett), преподаватель по электронным системам и устройствам, рассказал про 3 прибора, способные помочь людям, пострадавшим от инсульта, восстановить подвижность рук и кистей.
Доктор Меррет работал с доктором Сарой Демейн (Sara Demain), преподавателем физиотерапии и доктором Шерил Меткалф (Cheryl Metcalf), исследователем в области электронных систем и устройств. Они разработали 3 «тактильных» механизма, которые воспроизводят чувство осязания, приближенное к реальному.
«Большинство реабилитационных систем игнорируют роль осязания и позволяют лишь повторять движения. Наша цель заключается в разработке технологии, которая даст людям возможность ощущать. Например, если они держат чашку горячего чая», - говорит доктор Демейн.
Три тактильных приспособления были разработаны и опробованы на больных перенесших инсульт, и на здоровых людях. Это: «вибрирующее» тактильное устройство, использующие его чувствовали признаки прикосновения, но это не то чувство, как будто бы они в действительности держали что-то; моторно-двигательный сжимающий механизм, использующие его сказали, что они чувствуют, как будто держат что-то похожее на мячик; и формо-запоминающее устройство, обладающее термическим качеством и создает чувство, которое человек испытывает при поднятии чашки чая.
«Теперь у нас есть целый ряд технологий, позволяющих развивать ощущения. Эта технология может быть применена как отдельная автономная система, чтобы помочь с сенсорной реабилитацией, так и вместе с существующими технологиями здравоохранения», - сообщает доктор Меррет.
«Электронная кожа» - очередной шаг к тактильной чувствительности роботов
Современная роботехника демонстрирует неплохие успехи в том, что касается обеспечения машин зрением и слухом. Далеко позади находится прогресс в обонянии и вкусовых чувствах, а уж про осязание и говорить не приходится – ну как может осязать пластиковая конечность какого-то там робота? Команда ученых под началом Женана Бао (Zhenan Bao) решила нарушить эту очередность, разработав чувствительную к давлению «электронную кожу».
В качестве базы используется сочетание германия и кремния, нанесенное на липкую полиамидную пленку. Размер действующего прототипа составляет 49 см2, а диапазон воспринимаемого давления лежит в пределах 0-15 кПа – это приблизительно сравнимо с печатью на клавиатуре или удерживанием в руках небольшого предмета. Эластичный материал, как и человеческая кожа, меняет свою толщину под воздействием давления, что фиксируется сетью встроенных конденсаторов.
У Apple Tablet будет тактильная клавиатура?
Планшетный компьютер от Apple, когда бы он не появился, может быть оснащён тактильной системой обратной связи, которая воспроизводит ощущения нажатия на реальные кнопки при вводе текста или поиске нужной клавиши. О такой вероятной функциональности устройства свидетельствует появившийся на этой неделе в свободном доступе патент.
При помощи "артикуляционной основы" поверхность дисплея должна создавать аналогичные физической клавиатуре выступы или точки. Когда пользователь не набирает текст, экран снова становится гладким. В патенте под названием "Воспроизведение тактильных нажатий на гладкой сенсорной поверхности" говорится следующее: "Артикуляционная схема воспроизводит рёбра кнопок, которые определяют их границы, или механизмы тактильной обратной связи этих участков. Система также может быть настроена на имитацию хода клавиш при их нажатии". Сведения о клавиатуре с тактильными ощущениями вспыли, когда анонимный источник поведал изданию The New York Times о том, что пользователи будут "удивлены" взаимодействием с "планшетником".
Другой пример в патенте описывает жёсткую рамку под поверхностью, создающую высокое сопротивление нажатию при выходе пальца за пределы центра клавиши. Как объясняется в документе, работа с указателем и ввод текста требуют совсем разных решений: в первом случае предпочтительнее гладкая поверхность с малым сопротивлением, во втором же пальцам необходимы ощущения. Поэтому Apple предлагает метод динамического изменения дисплея.
Система также должна самостоятельно определять момент, когда пользователь намерен "набивать" текст или работать с указателем: "В частности, программное обеспечение опускает рамку, когда фиксируются поперечные скользящие жесты или аналогичные мыши "клики" на поверхности. Иначе, если регистрируются асинхронные прикосновения (ввод текста), даётся команда поднятия рамки".
Стал доступен и другой патент, описывающий мультисенсорный контроллер с прозрачными сенсорами, не требующий применения не пропускающих свет поверхностей. Утверждается, что отслеживающим несколько точек касания продуктам обычно необходим непрозрачный экран из-за расположенных за электродами электронных схем. Напомним, что Apple уже работает над другим мультисенсорным интерфейсом с дисплеем, определяющим все десять пальцев вместе с ладонями и идентифицирующим каждый в отдельности.
Оптические сенсоры дадут роботам чувство осязания
Искусственная кожа со встроенными оптическими сенсорами может помочь роботам приблизиться по уровню восприятия окружающей среды к человеку. Существующие сенсорные системы, основанные на датчиках давления и механического сопротивления, ограничены в способности фиксировать слабые изменения в давлении и различать особенности текстур поверхностей. Ключевая причина – электрические компоненты и провода, обладающие малой гибкостью. Увеличение количества сенсоров может предоставить роботам дополнительную информацию об осязаемом объекте, но их размещение близко друг к другу вызывает электромагнитную интерференцию.
Чтобы обойти эти препятствия, Джерон Миссинн (Jeroen Missinne) с коллегами из Гентского университета (Ghent University) в Бельгии разработал гибкий материал, состоящий из двух слоёв параллельных полимерных полос, расположенных перпендикулярно друг к другу. Слои разделены тонким листом пластика. В полосы, выполняющие роль оптических волокон, непрерывно подаётся световой сигнал. Когда на любой участок синтетической кожи оказывается давление, полимерные полоски сближаются и свет может проникать из одной в другую. Фиксирование таких "утечек" создаёт высокочувствительный механизм обратной связи.
Хирургические роботы уже способны предоставлять хирургам определённый уровень тактильной связи, и Миссинн считает, что его разработка значительно повысит характеристики таких устройств. Применение оптических элементов позволяет избавиться от эффекта интерференции, поэтому расстояние между ними может достигать 125 мкм. Учёные уверены в важности наделения роботов способностью различать через осязание объекты и воздействующие на кожу силы, однако новой разработке ещё предстоит пройти подробные тесты, когда будет изготовлен полномасштабный прототип к концу нынешнего года.
Голография с эффектом осязания: на это стоит взглянуть!
Технологии формирования трехмерных голограмм ожидаемы и грандами электронной индустрии , и научными коллективами, и частными пользователями, желающими еще большего реализма в видео и играх, ведь улучшения в физике графики и кремниевых чипах видеокарт не могут произвести революцию. Однако все доныне существовавшие технологии создания голограмм и 3D-изображений обладали общим недостатком, присущим любому другому видеоустройству: к картинке нельзя прикоснуться и ощутить ее форму и структуру. Поэтому реализация взаимодействия с объектом непосредственно, без специализированных приспособлений, имитирующих обратную связь, является еще одним вызовом на пути к созданию устройств сверхреалистичной визуализации. И приняли его исследователи из Токийского университета (The University of Tokyo), которые на проходящем в Новом Орлеане мероприятии SIGGRAPH 2009 продемонстрировали устройство Airborne Ultrasound Tactile Display ("Воздушный ультразвуковой тактильный дисплей"), разработанное в рамках проекта Touchable Holography ("Осязаемая голография").
Технология создания голограммы использует вогнутое зеркало, отстоящее на 30 см от ЖК-экрана, для формирования изображения с трехмерным голографическим эффектом. Тактильное восприятие видимой картинки достигается двумя путями. Во-первых, над дисплеем расположены контроллеры Wiimote для отслеживания движений руки и соответствующего перемещения визуализированного объекта. Во-вторых, разработчики создали ультразвуковой генератор, состоящий из 324 преобразователей с индивидуально контролируемыми параметрами – фазовой задержкой и амплитудой. Он формирует в перемещаемой точке фокуса диаметром 20 мм давление воздуха со значением 1,6 грамм-силы, воздействующей на руку. Таким образом, благодаря комбинации двух методик, придаётся эффект реальности касания объекта. Результат – голографическая проекция с тактильной обратной связью, в процессе которой само изображение не разрушается. Впрочем, видео стоит всех слов. Более детально ознакомиться с принципами функционирования технологии можно здесь.
