新しい電子皮膚は人間のような触覚を持つことができます

• 非同期にコード化された電子皮膚は、超高精度と応答性で圧力、温度、湿度を感知できます。
• 人間の感覚神経系の1,000倍の速さでタッチを検出できます。
• 人工知能と統合して、高性能のマシンブレインインターフェースを実現できます。

科学者たちは何年もの間、機械に触覚を備えさせようとしてきました。彼らは、インテリジェントな人間のようなアンドロイドと人工皮膚に電子スキンを装備しました。これにより、スキンが自然に、人間と協力して、環境内のさまざまな構造を操作できるようになります。

これらの電子皮膚は、体性感覚をすばやく知覚するための多数のセンサーで構成されています。ただし、センサーから触覚データをシリアルに送信するため、読み取り遅延のボトルネックが高くなります。

現在、シンガポール大学の研究者は、超高応答性と堅牢性を備えた非同期コード化電子スキン（ACES）を開発しました。神経系に触発されて、ACESは圧力、温度、湿度を感知できます。ほぼすべてのタイプのセンサースキンレイヤーと組み合わせて、電子スキンとして効果的に機能させることができます。

どのように機能しますか？

人体には、脳、皮膚、筋肉をつなぐ約72キロメートルの神経が含まれています。この研究では、研究者はロボット用の電子皮膚を開発するためのインスピレーションとして人間の神経系を使用しました。

スキン（ACES）は、249個のセンサーで覆われたシリコン層でできています。センサーの数が多い場合（最大10,000）でも、驚くほど低い読み取り待ち時間を維持しながら、熱触覚データを同時に送信できます。

参照：ScienceMag | DOI：10.1126 / scirobotics.aax2198 |シンガポール大学

彼らは、最大240の人工機械受容器のプロトタイプアレイを実証しました。 60ナノ秒未満の時間精度を維持しながら、すべてが1ミリ秒の遅延で非同期にデータを送信することができました。

このような低遅延と超高精度により、電子皮膚は、迅速な触覚に不可欠な微細な時空間的特徴を解決することができます。

画像クレジット：Mario Tama / Getty

研究者が初めて、複数のセンサーが1つの受信機にフィードバックし、個々の電極ではなくシステム全体として機能することを可能にする電子スキンを構築できるようになったため、これは大きな進歩です。センサーは並列に接続されているため、個々の受容体が損傷した場合でも、システム全体が正常に機能します。

ACESの潜在的な欠点が1つあります。送信機または受信機は、センシングイベントの損失が発生したかどうかを判断できません。ただし、このアーキテクチャにより、単純な送信機の実装と刺激イベントの印象的なタイミング精度が可能になります。これは、リアルタイムの動きが重要な電子皮膚アプリケーションにとって非常に重要な要素です。

読む：人工知能は、ロボットがタッチでオブジェクトを認識するのに役立ちます

研究チームは現在、神経科学者やエンジニアと協力して、義手の触覚を回復するのを支援しています。彼らは、電子皮膚が自律型擬人化ロボットの機械と人間と環境の相互作用を促進し、人工知能と統合して高性能の機械と脳のインターフェースを実現できると信じています。