В последние годы искусственная кожа, способная имитировать осязание, представляет для учёных огромный интерес. Перспективы применения подобного материала поистине безграничны: он может научить роботов более точному тактильному взаимодействию с окружением или вернуть возможность ощущать прикосновения людям с протезированными конечностями. Учёные из Национального университета Сингапура создали искусственную кожу ACES , способную распознавать прикосновения даже более тонко, чем это делает настоящая кожа.
Теряя чувство осязания, человек отчасти становится беспомощным. Это ощущение знакомо многим людям, лишившихся конечности и использующих разного рода протезы. Хотя за последние несколько лет протезирование достигло невероятного прогресса, ни один коммерческий протез не способен вернуть пациенту возможность ощущать прикосновения. По словам Бенджамина Ти – сингапурского учёного во главе проекта по созданию электронной кожи Asynchronous Coded Electronic Skin, вдохновением для его команды стала механическая рука Люка Скайуокера. Роботизированная конечность была не только сильнее утерянной, но и обладала синтетическим нейронным интерфейсом, передающим импульсы нервам в сохранившейся части руки.
Проект ACES впервые завоевал внимание публики в 2019 году. Тогда сингапурские учёные продемонстрировали результат полуторагодичной работы над системой сенсоров, способных не только воссоздать чувствительность человеческой кожи, но и превзойти её. Электронная кожа регистрирует сигналы по тому же принципу, что и наша нервная система: в её основе лежит сотня крошечных датчиков, взаимосвязанных единой системой проводников. Отличие изобретения сингапурских учёных от прочих вариантов электронной кожи заключается в возможности тонко регулировать чувствительность сенсоров во избежание их повреждения. Это возможно благодаря тому, что датчики подключены параллельно, а не последовательно, как в большинстве подобных устройств.
По словам профессора Ти, разработанная его командой искусственная кожа более чем в 1000 раз отзывчивая, чем периферийная нервная система человека. В частности, она способна определить тип физического контакта менее чем за 60 наносекунд. Кроме того, кожа ACES умеет различать формы, текстуры и твёрдость объекта всего спустя 10 миллисекунд после контакта – в 10-15 раз быстрее, чем длится одно моргание. Помимо более тонкой настройки, Asynchronous Coded Electronic Skin отличается высокой степенью прочности и долговечностью. Поскольку при параллельном подключении сенсоров каждый элемент действует независимо, выведение из строя одного датчика не влияет на работу остальных.
Параллельное подключение системы также делает возможным комбинирование ACES с другими типами искусственной электронной кожи. Например, систему можно дополнить сенсорами, способными определять температуру или уровень влажности. Кроме того, сингапурские исследователи не исключают возможности совмещения характеристик ACES с другим своим изобретением – водостойкой искусственной кожей GLASSES. Также разработанная командой профессора Ти, GLASSES представляет собой эластичную гидрогелевую плёнку, которая может реагировать на прикосновения даже в морской воде, а также в щелочной и кислотной средах, самостоятельно восстанавливая при этом любые повреждения.
