Bionička koža donosi šesto čulo

Istraživači s Pekinškog instituta za nanoenergiju i nanosustave BINN i Sveučilišta Tsinghua razvili su novu bioničku kožu s više receptora inspiriranu senzornim sposobnostima čudnovatog kljunaša, intrigantne životinje koja kombinira neke fizičke značajke pataka, dabrova i vidri.

Čudnovati kljunaš ili Platypus ima jedinstveni dvostruki senzorni sustav koji ga razlikuje od vodenih sisavaca i životinja koje polažu jaja. Ovaj sofisticirani senzorni sustav omogućuje mu otkrivanje električnih i mehaničkih promjena u svom okruženju, povećavajući njegovu sposobnost uočavanja plijena ili potencijalnih prijetnji bez oslanjanja na vid.

Dizajn nove bioničke kože temelji se na dva ključna principa, a to su kontaktna elektrifikacija i elektrostatička indukcija. Kada dotakne drugi materijal, preklapanje elektronskih "oblaka" u dva materijala olakšava prijenos elektrona, stvarajući u triboelektrični elektricitet, što omogućuje koži da percipira taktilne podražaje.

U osnovi, strukturirano dopiranje nanočestica u elastomeru na kojem se temelji koža pojačava dielektričnu polarizaciju, dopuštajući sustavu da otkrije promjene u električnim poljima kada su nabijeni objekti u blizini.

Primarna prednost ovog senzorskog sustava je njegov dvostruki senzorski dizajn, koji oponaša elektrorecepcijske i mehanorecepcijske sposobnosti Platypusa. Ovaj jedinstveni dizajn omogućuje koži precizno otkrivanje objekata i prikupljanje taktilnih informacija s visokom osjetljivošću, kako pri dodiru tako i izdaleka.

U kombinaciji s tehnikama dubokog učenja, koža inspirirana Platypusom postigla je vrlo obećavajuće rezultate, omogućujući brzu identifikaciju materijala s točnošću od 99,56%, kao i detekciju udaljenih objekata.

Istraživači kažu da im je cilj poboljšati prilagodljivost i robusnost sustava u ekstremnim ili nepredvidivim okruženjima, a elektronički receptor planiraju poboljšati uključivanjem dodatnih senzorskih modaliteta, omogućujući mu da reagira na složenije podražaje i nudi širi raspon percepcije.

Također će pokušati optimizirati mogućnosti obrade podataka svog sustava, tako da može pouzdano obraditi podatke i točno detektirati objekte u stvarnom vremenu, što bi moglo biti posebno korisno za aplikacije koje zahtijevaju brzu obradu senzorskih podataka, kao što su autonomna vozila i sučelja čovjek-stroj.

Istraživanje objavljeno u časopisu Science Advances možete pronaći na ovoj poveznici.