La nouvelle peau électronique peut avoir un sens du toucher semblable à celui d'un humain

• La peau électronique codée de manière asynchrone peut détecter la pression, la température et l'humidité avec une précision et une réactivité ultra-élevées.
• Il peut détecter le toucher 1 000 fois plus rapidement que le système nerveux sensoriel humain.
• Il peut être intégré à l'intelligence artificielle pour permettre des interfaces machine-cerveau hautes performances.

Pendant des années, les scientifiques ont essayé d'équiper les machines d'un sens du toucher. Ils ont équipé des androïdes et des prothèses intelligents ressemblant à des humains avec des peaux électroniques, qui permettent aux peaux de fonctionner naturellement et en collaboration avec les humains pour manipuler diverses structures dans les environnements.

Ces peaux électroniques se composent d'un large éventail de capteurs pour fournir une perception somatosensorielle rapide. Cependant, ils transmettent les données tactiles des capteurs en série, ce qui entraîne des goulots d'étranglement de latence de lecture plus élevés.

Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université de Singapour ont développé la peau électronique codée de manière asynchrone (ACES) avec une réactivité et une robustesse ultra-élevées. Inspiré du système nerveux, ACES peut détecter la pression, la température et l'humidité. Il peut être associé à presque tous les types de couches de peau de capteur pour fonctionner efficacement comme une peau électronique.

Comment ça marche ?

Le corps humain contient près de 72 kilomètres de nerfs reliant le cerveau, la peau, les muscles. Dans cette étude, les chercheurs se sont inspirés du système nerveux humain pour développer une peau électronique pour les robots.

La peau (ACES) est constituée de couches de silicium recouvertes de 249 capteurs. Il peut simultanément transmettre des données thermo-tactiles tout en maintenant des latences de lecture étonnamment faibles, même avec un grand nombre de capteurs (jusqu'à 10 000).

Référence :ScienceMag | DOI:10.1126/scirobotics.aax2198 | Université de Singapour

Ils ont démontré des matrices prototypes de jusqu'à 240 mécanorécepteurs artificiels. Tous ont pu transmettre des données de manière asynchrone avec 1 milliseconde de latence tout en conservant une précision temporelle inférieure à 60 nanosecondes.

Une latence aussi faible et une précision ultra-élevée permettent à la peau électronique de résoudre les caractéristiques spatio-temporelles fines essentielles pour une perception tactile rapide.

Crédit image :Mario Tama/Getty

Il s'agit d'une percée majeure car pour la première fois, les chercheurs ont pu construire une peau électronique qui permet à plusieurs capteurs de renvoyer un récepteur à un seul et d'agir comme un système complet au lieu d'électrodes individuelles. Étant donné que les capteurs sont connectés en parallèle, l'ensemble du système peut toujours fonctionner normalement même si les récepteurs individuels sont endommagés.

Il y a un inconvénient potentiel d'ACES - l'émetteur ou le récepteur ne peut pas dire si un événement de perte de détection s'est produit. Cependant, l'architecture permet des implémentations d'émetteurs simples et une précision de synchronisation impressionnante des événements de stimuli, qui sont des facteurs extrêmement importants pour les applications cutanées électroniques où les mouvements en temps réel sont essentiels.

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L'équipe de recherche travaille actuellement avec des neuroscientifiques et des ingénieurs pour aider à restaurer le sens du toucher aux mains prothétiques. Ils pensent que leur peau électronique pourrait faire progresser les interactions machine-humain-environnement pour les robots anthropomorphes autonomes et pourrait être intégrée à l'intelligence artificielle pour permettre des interfaces machine-cerveau hautes performances.