Протезы с чувством осязания: как искусственная кожа учится «чувствовать»

Можете ли вы с завязанными глазами, просто взяв в руку предмет, отличить яблоко от теннисного мяча? Скорее всего, да. Ваша нервная система делает это мгновенно. А теперь представьте, что этому же научили искусственную руку. Зибин Чжан, доцент из Уппсальского университета, и его команда создали тактильную систему, которая обрабатывает прикосновения почти так же, как наш собственный мозг. Секрет? Они не просто скопировали датчики — они воспроизвели сам принцип работы нервов, используя электрические импульсы для передачи ощущений.

«Благодаря этому протез перестанет быть бездушным инструментом и начнёт ощущаться как настоящая часть тела», — объясняет Чжан. Как же устроено это чудо? Всё начинается с электронной кожи (e-skin), усеянной датчиками давления. Сигнал от прикосновения попадает в искусственные нейроны, которые преобразуют его в знакомый нашей нервной системе «язык» — электрические импульсы. Затем процессор, действуя как мозг, расшифровывает этот поток и говорит: «Ага, это чашка!». Элегантно, не правда ли?

В теории такая система может научиться распознавать бесконечное множество предметов. Пока же в испытаниях ей дали 22 разных объекта для захвата и 16 типов поверхностей для касания. Но команда на этом не останавливается. Профессор Либо Чен, руководивший работой, делится планами: они хотят научить свою кожу чувствовать боль и тепло, а также с одного прикосновения определять материал — дерево это или холодный металл.

«Кожа человека — это невероятно сложный орган с миллионами рецепторов, — отмечает Чен. — Современные электронные кожи до такого уровня не дотягивают, но наша технология открывает для этого путь». Учёные мечтают не просто о протезах, а о полном «кожном покрове» для роботов, который подарит им полноценное осязание.

Область применения выходит далеко за рамки робототехники. Представьте медицинские сенсоры, которые отслеживают тремор при болезни Паркинсона или помогают восстанавливать моторику после инсульта. Чжан добавляет ещё одну фантастическую идею: система могла бы предугадывать падение человека, например, из-за нарушенной координации, и мгновенно посылать сигнал мышцам или экзоскелету, чтобы предотвратить его. Похоже, будущее, где технологии чувствуют за нас, уже на пороге.