Умное и устойчивое искусственное осязание благодаря ИИ: исследования для чувствительных роботов и протезов
Никогда не стоит недооценивать осязание: оно позволяет нам познавать мир и устанавливать связи. Инновационная биовдохновленная тактильная система, разработанная итальянскими и швейцарскими учеными, стремится воспроизвести эти ощущения, используя интеллектуальный и энергоэффективный подход. Эта система способна имитировать восприятие и обработку человеческого прикосновения, значительно снижая при этом энергопотребление. Прототип описан в исследовании, опубликованном в журнале ‘Nature Communications’.
Этот проект, координируемый Высшей школой Сант-Анна в Пизе в сотрудничестве с STMicroelectronics, Цюрихским университетом и Федеральной политехнической школой Цюриха, представляет собой прорыв в исследованиях искусственного осязания. Его основная цель — создание роботов и интеллектуальных машин, способных безопасно и эффективно взаимодействовать с окружающей средой и людьми, а также разработка нейропротезов для ампутантов.
Проект возглавляет Калоджеро Оддо, профессор и руководитель Лаборатории нейро-роботического осязания Высшей школы Сант-Анна. Он является "отцом" особой искусственной кожи, разработанной в лаборатории, которая способна воспринимать прикосновение, тепло и боль, подобно бионической руке Люка Скайуокера из "Звездных войн".
Искусственная кожа, датчики и ИИ
Система включает в себя искусственную кожу с оптическими датчиками, которые имитируют поведение тактильных рецепторов человеческой кожи, а также биовдохновленную нейронную архитектуру. Отклики, генерируемые датчиками, обрабатываются нейронной сетью, которая воспроизводит работу человеческой нервной системы благодаря специальному процессору.
Такой подход делает обработку тактильных сигналов более точной по сравнению с традиционными методами искусственного интеллекта, а также значительно повышает энергоэффективность. По словам авторов, это исследование "открывает путь для нового поколения эффективных и энергоэкономичных сенсорных систем в робототехнике будущего".
"Осязание — это особенно сложный процесс, поскольку оно является результатом физического, распределенного и меняющегося во времени взаимодействия между человеческим телом и окружающей средой, — комментирует Оддо, — и многие фундаментальные научные вопросы до сих пор остаются без ответа. Это исследование демонстрирует прикладной потенциал нейробиологических исследований осязания, в том числе в сотрудничестве между университетами и такой инновационной компанией, как STMicroelectronics, оказывая влияние на развитие нейротехнологий для бионики, медицинской, сервисной и промышленной робототехники".
По словам Джакомо Индивери из Института нейроинформатики (UZH и ETHZ) и соавтора исследования, "ключевой аспект заключается в биофизически реалистичном подходе 'Нейро-ИИ', который был использован для разработки биологически правдоподобной (то есть 'биомиметической') модели нейронной сети, изначально смоделированной на компьютере".
Перспективы для сверхчувствительных протезов и гуманоидных роботов
Если в будущем роботы будут все чаще взаимодействовать с людьми, эта технология может быть использована для разработки бионических нейропротезов, коллаборативных и гуманоидных роботов. Распространение тактильных датчиков на больших поверхностях при сохранении крайне низкого энергопотребления является решающим шагом к созданию по-настоящему эффективных и устойчивых роботов, в том числе для имплантируемых, носимых и мобильных применений.
В то время как современные системы ИИ требуют все больше энергии, принципы, продемонстрированные в этом исследовании, указывают на возможное изменение парадигмы, вдохновленное не только возможностями человеческого мозга, но, прежде всего, его исключительной эффективностью.
Как объясняет Андреа Ортоне, первый автор исследования и докторант Высшей школы Сант-Анна, "главной задачей было преобразование распределенной и динамической природы тактильного восприятия в эффективную искусственную систему: этот результат был достигнут благодаря тесной интеграции датчиков, нейронного моделирования и нейроморфного оборудования в рамках унифицированной спайковой архитектуры". Кроме того: "Искусственная тактильная чувствительность точна и эффективна, основана на аналоговых цепях, имитирующих биологические нейроны для декодирования внешних стимулов с резко сниженным энергопотреблением по сравнению с обычным искусственным интеллектом".
"Нейроинспирированные архитектуры искусственного интеллекта, разработанные в ходе этого исследования, — предсказывает Оддо, — в будущем будут интегрированы в роботов и интеллектуальные машины, способные эффективно, безопасно и устойчиво взаимодействовать и сотрудничать с другими машинами, с окружающей средой и с людьми".
Джузеппе Дезоли, соавтор исследования, научный сотрудник компании и директор по исследованиям и разработкам архитектур ИИ в STMicroelectronics, не сомневается в значимости этой работы: "Она описывает революционную технологию, призванную сыграть ключевую роль в будущей интеграции сверхнизкопотребляющих датчиков со встроенным интеллектом, позволяя датчикам предоставлять семантически значимую информацию, а не необработанные данные, благодаря алгоритмам и архитектурам, вдохновленным биологией".
Чрезвычайно низкое энергопотребление, длительный срок службы батареи и уменьшенный объем передаваемых данных являются сильными сторонами этого исследования, которое обещает изменить ситуацию.
Свежие материалы — Бокс

София Томалла: Неожиданные перемены во внешности после визита к парикмахеру
София Томалла, известная своими длинными, медово-русыми волосами, решилась на смелый эксперимент с прической. Ведущая продемонстрировала свой новый образ с челкой на своей странице в Instagram, чем приятно удивила подписчиков. София Томалла теперь носит челку 36-летняя София Томалла в

Обзор новинок марта!
Вышла "Энциклопедия дебютов 2026" – результат кропотливого труда, посвященного созданию нового ежегодного сборника. Эта впечатляющая энциклопедия станет незаменимым помощником для эффективной подготовки к турнирам. Среди других новинок – материалы от опытных авторов ChessBase: Элизабет Пятц предста

Amstel Gold Race Ladies Edition: Трое лидеров в отрыве
В текущей гонке Amstel Gold Race Ladies Edition впереди находится группа из трех велогонщиц, удерживающих лидерство.

Indie dev ‘devastated’ after BAFTA pulls trailer at last minute, citing ‘wellbeing of our guests’
Инди-разработчик игр выразил свое "опустошение" после того, как ему сообщили, что трейлер к его игре был снят с церемонии вручения наград BAFTA Games Awards за 24 часа до мероприятия. "The Quiet Things" описывается как "автобиографическое нарративное приключение", вдохновленное реальными

Звезда "Брентфорда" готовится к постоянному переходу в клуб, вышедший в Премьер-лигу
Спустя менее чем 24 часа после того, как команда добилась долгожданного возвращения в высший дивизион, клуб продемонстрировал решительность, присущую клубам Премьер-лиги. Под руководством Фрэнка Лэмпарда было принято оперативное решение о заключении постоянного контракта с Фрэнком Оньека. Этот

Казахстанский дзюдоист завоевал бронзу на Чемпионате Азии-2026
Казахстанский спортсмен Айдар Арапов стал обладателем бронзовой медали на Чемпионате Азии по дзюдо 2026 года. Турнир проходит в китайском городе Ордос. В решающем поединке за третье место Арапов одержал победу над соперником из Кыргызстана.