Китайські дослідники розробили новий роботизований датчик, здатний відчувати об'єкти без фізичного контакту, натхненний електричними вуграми. Подібно до вугра, новий датчик використовує слабкі електричні поля, що спотворюються поряд з об'єктами, що дозволяє здійснювати безконтактне виявлення і, можливо, ідентифікацію.
Результати роботи дослідницької групи були опубліковані минулого місяця в журналі Advanced Materials.
Можна уявити це як щось середнє між датчиком наближення та примітивним штучним сенсором дотику. "Ми хочемо, щоб машина відчувала об'єкт, до якого наближається, — розрізняла його матеріал і стан поверхні — до будь-якого фізичного контакту", — сказав в інтерв'ю Чжан Вейцян, професор Сідянського університету.
Це дуже схоже на те, як електричні вугри полюють на здобич та орієнтуються у навколишньому середовищі. У дикій природі електричні вугри генерують електричне поле у воді.
Якщо риба, камінь, рослина тощо потрапляють у це поле, об'єкт змінює розподіл електрики навколо вугра. Оскільки різні матеріали по-різному взаємодіють з електричним полем, вугор може використовувати ці зміни поля для визначення розташування та часткової характеристики об'єктів.
За словами дослідників, їхній датчик, мабуть, копіює цей принцип, але замість електричних органів вугра він використовує заряджену поверхню фторполімеру.
Це діє як крихітна статична батарея, здатна довго зберігати заряд. Своєю чергою, цей заряд, що довго зберігається, може бути використаний для створення електричного поля навколо датчика.
У стані «спокою» (тобто коли нічого поблизу немає) поле приймає певну передбачувану форму, яку можна відстежувати. Якщо наближається об'єкт, форма поля спотворюється, що можна виміряти.
"Коли об'єкт наближається, датчик вловлює зміни в полі, і на основі цих змін він може визначити електропровідність об'єкта, його діелектричні властивості та геометричну форму", - сказав Чжан.
Тип, розмір та інші характеристики об'єкта спотворюватимуть поле певним чином, що, теоретично, можна використовувати для визначення його типу.
Наприклад, метал має високу електропровідність, тому він сильно змінить природу поля. Пластик, скло і дерево проводять електрику набагато гірше, але все ж таки можуть поляризуватися в електричному полі.
Датчик також може визначати форму об'єкта, оскільки геометрія збурення поля змінюється залежно від геометрії об'єкта та відстані до нього. Наприклад, більші плоскі об'єкти змінюватимуть форму сильніше, ніж, скажімо, невеликий сферичний об'єкт.
Деякі цікаві застосування
За словами команди, датчик також може оцінювати близькість об'єкта. Такі можливості можуть бути дуже корисними для роботів, особливо в заводських умовах.
Наприклад, це потенційно корисно для делікатних маніпуляцій, протезування, виробничих роботів та роботів, що працюють у темряві, диму, пилу або в умовах поганої видимості.
Це також може допомогти там, де використання камер є недоцільним. Наприклад, прозорий скляний об'єкт може бути напрочуд незручний для оптичних систем зору, оскільки його діелектричні властивості все ще впливають на електричне поле.
Все це добре, але поки що неясно, наскільки точний цей датчик. Також неясно, яким є його максимальний діапазон дії й наскільки сильно на датчик впливають такі фактори, як вологість, температура і таке інше.
