В Самарском университете создают «искусственную кожу» для робота

В Самарском национальном исследовательском университете имени академика С.П. Королёва приступили к разработке элементов информационно-интегрированной системы для контроля усилия и положения захватов робота на основе волоконно-оптических датчиков.

Эти элементы предназначены для систем автоматического управления автономными роботизированными платформами наземного, воздушного и космического базирования. Первый робот, чьи «руки» будут покрыты «искусственной кожей», созданной учеными Самарского университета, полетит к Международной космической станции в 2020 году.

«Разработка роботизированных комплексов для работы в экстремальных условиях является одним из основных трендов в мировом машиностроении, - отмечают в вузе. - При этом принципиально важным является создание чувствительной системы на основе сенсоров, близкой или превосходящей по распознаванию предметов к человеческой. Датчики такой системы в условиях перепада температур в широком диапазоне и высокой интенсивности ионизирующего излучения должны распознавать величину давления, вибрации, температуры, скорости вращения, усилия, массы напряжения магнитного поля, величины тока и т.д.».

Несмотря на то, что разработками подобных систем активно занимаются в США, Германии, Японии и Кореи, созданные там конструкции имеют ограниченное применение (наземное), поскольку основаны на применении полупроводниковых датчиков.

Ученые Самарского университета пошли по пути разработки и применения элементов контроля и управления роботизированными автономными платформами на основе волоконно-оптических датчиков (ВОД). В отличие от полупроводниковых датчиков, они практически не подвержены влиянию радиации, а значит, могут быть применены для создания «космических» роботов.

В настоящий момент в научно-исследовательской лаборатории НИЛ-53 института двигателей и энергетических установок Самарского университета уже создан образец руки-манипулятора робота-космонавта, и сейчас ученые работают над созданием «искусственной кожи» с распределенными по поверхности сенсорами.

Внешне рука-манипулятор выглядит, как рука человека – имеет пальцы, суставы, выполненные из искусственных материалов. Благодаря искусственной коже, начиненной ВОД-сенсорами, этими руками робот сможет самостоятельно определять форму предмета, температуру, усилия захвата и многое другое. При этом управлять движениями рук робота в космосе будет человек, находящийся в космическом корабле. Пальцы робота будут повторять все движения оператора. Сенсоры давления встроены в захваты-манипуляторы, и специальная система будет передавать  всю необходимую информацию оператору. Таким образом, оператор в специальных перчатках будет чувствовать то же самое, что и робот-космонавт за бортом станции.

В перспективе, робот с «чуткими» руками сможет самостоятельно выполнять обслуживание оборудования и узлов на внешних поверхностях космических станций: визуальную инспекцию, технологические и ремонтные операции и обслуживание научных приборов.

По мнению экспертов, использование роботов в открытом космосе значительно снизит не только риски для жизни и здоровья экипажа, но и затраты на космические экспедиции. Кроме того, роботы, снабженные «искусственной кожей», найдут широкое применение и на Земли, при работе, например, под водой, при разборке завалов и вообще там, где привлечение к делу человека нецелесообразно или опасно для его здоровья.