Современные роботы становятся все более сложными и способны выполнять множество задач, включая манипуляцию с объектами. Однако для успешного выполнения этих задач необходима надежная тактильная сенсорика. Компания UltraSense утверждает, что ультразвук может значительно улучшить тактильные ощущения, минимизируя износ и повреждения сенсоров. Вопрос уже не в том, нужны ли роботам тактильные сенсоры, а в том, какая архитектура тактильных систем сможет масштабироваться.

Проблемы традиционных тактильных сенсоров

Многие существующие технологии тактильной сенсорики, такие как емкостные, пьезорезистивные и пьезоэлектрические сенсоры, полагаются на гибкие электрические сенсорные слои, расположенные на или близко к поверхности контакта. Эти технологии значительно продвинули область, но для роботов, работающих в условиях высокой нагрузки, такие сенсоры сталкиваются с серьезными проблемами. Сенсорные слои часто подвергаются жестким механическим условиям, включая:

Повторное сжатие

Износ

Загрязнение

Изменения температуры

Воздействие чистящих средств

Даже при наличии защиты, такие сенсоры могут со временем подвергаться износу, что приводит к проблемам с точностью и необходимостью перекалибровки. Для лабораторных прототипов эти проблемы могут быть управляемыми, но для коммерческих роботов, работающих миллионы циклов контакта, они становятся критическими.

Ультразвук как решение

UltraSense предлагает альтернативный подход, используя защищенные подповерхностные ультразвуковые сенсоры. Вместо того чтобы полагаться на электрическую деформацию поверхности, ультразвук позволяет исследовать материал снизу. Ультразвуковые волны проходят через структуру, отражаются от внутренних границ и изменяются в ответ на деформацию, вызванную контактом. Это позволяет получать информацию о взаимодействии на уровне контакта.

Преимущества ультразвука:

Многофункциональность: Ультразвук может измерять не только контакт, но и распределение силы, сдвиг и взаимодействие материалов.

Защита от износа: Сенсоры находятся под защитой, что минимизирует воздействие механических повреждений.

Гибкость в выборе материалов: Дизайнеры могут выбирать любые внешние материалы, такие как эластомеры, полимеры, металл и другие, не беспокоясь о повреждении сенсоров.

Многоуровневая информация о контакте

Для успешной манипуляции роботам необходимо не только определять факт контакта, но и получать множество дополнительных данных: 1. Определение контакта и его местоположения: Ультразвук может отслеживать изменения акустического ответа при механических воздействиях. 2. Картирование силы: Ультразвук позволяет определять, сосредоточена ли сила в центре или смещена, а также ширину контактной площади. 3. Отслеживание сдвига и скольжения: Ультразвук может фиксировать боковые смещения внутри материала, что позволяет отслеживать сдвиг. 4. Классификация материалов: Разные материалы имеют различную акустическую импеданс, что позволяет классифицировать их по типу.

Масштабируемость и производственные возможности

Для успешного внедрения тактильной сенсорики необходимо, чтобы она была производимой и повторяемой. UltraSense опирается на опыт в автомобильной промышленности, где надежность и производственные стандарты имеют первостепенное значение. Компания уже поставила более 4 миллионов единиц в автомобильные приложения, что подтверждает ее опыт в области ультразвукового сенсирования и интеграции.

Интеллектуальные решения для физического ИИ

Следующее поколение физического ИИ потребует надежной контактной информации. Роботы должны уметь определять силы, классифицировать контакты и адаптироваться в реальном времени. Платформа UltraSense, основанная на ультразвуке, предлагает решение, которое сочетает в себе защитное подповерхностное сенсирование, высокое разрешение картирования силы, отслеживание сдвига и классификацию материалов. Это делает ультразвук основой для тактильного интеллекта в физическом ИИ.