Чтобы роботы в скором будущем могли безопасно работать и контактировать с людьми, им необходимо видеть приближение людей и знать, когда они вступают с ними в физический контакт. Новая система позволяет роботам делать и то, и другое, используя камеры, расположенные внутри их рук.

Технология, известная как ProTac ( Proximity and Tac tile sensing), разрабатывается профессором Ван Ань Хо, доктором Куан Кхань Луу и их коллегами из Японского передового института науки и технологий (JAIST). Она внедрена в цилиндрический сегмент роботизированной руки, называемый ProTac link, хотя её можно использовать и в других частях тела.

Полая часть имеет мягкую прозрачную полимерную оболочку, покрытую гибким слоем полимерно-дисперсного жидкокристаллического материала (PDLC). Подавая напряжение на PDLC, можно быстро переключать его из прозрачного состояния в непрозрачное. На внутренней поверхности PDLC расположен массив разнесённых маркерных точек, которые всегда остаются непрозрачными.

Внутри руки робота расположены две стереоскопические камеры — по одной на каждом конце, — которые просматривают всю внутреннюю часть конечности.

Когда PDLC прозрачен, камеры с компьютерным зрением способны видеть сквозь него и воспринимать окружающий мир. Если робот, использующий ProTak Link, заметит приближающийся объект, например, человека, он может либо остановиться, чтобы не задеть его, либо отойти в сторону, чтобы избежать контакта.

Когда PDLC непрозрачен, камеры видят только массив точек, подвешенных на чёрном фоне. При прикосновении к гибкой коже давление приводит к изменению расстояния между точками в этом месте. Таким образом, регистрируя подобные деформации, камеры могут определить, где именно к руке прикоснулись и с какой силой.

Дополнительным бонусом ProTac можно настроить на «режим мерцания», в котором PDLC непрерывно (и быстро) переключается между прозрачным и непрозрачным состояниями. Это позволяет системе также переключаться между режимами обнаружения приближения и тактильного контакта, что позволяет ей отслеживать движущихся людей и распознавать прикосновения к руке.

«ProTac можно применять для ловких роботизированных манипуляций в различных областях, где безопасность и деликатное физическое взаимодействие имеют решающее значение», — говорит доктор Луу.