La peau électronique intelligente avancée améliore la sensation tactile du robot et de la prothèse

Université nationale de Singapour

Les humains utilisent le sens du toucher pour accomplir presque toutes les tâches quotidiennes, comme prendre une tasse de café ou serrer la main de quelqu’un. Sans cela, les humains peuvent même perdre le sens de l’équilibre en marchant. De même, les robots doivent avoir le sens du toucher pour mieux interagir avec les humains, mais les robots d'aujourd'hui ne parviennent toujours pas à bien ressentir les objets.

La peau électronique codée asynchrone (ACES) est un système nerveux artificiel doté d'une réactivité et d'une robustesse ultra-élevées face aux dommages et peut être associé à tout type de couches de peau de capteur pour fonctionner efficacement comme une peau électronique. Alors qu'ACES détecte des signaux comme le capteur du système nerveux humain, contrairement aux faisceaux nerveux de la peau humaine, il est constitué d'un réseau de capteurs connectés via un seul conducteur électrique. Il est également différent des skins électroniques existants qui ont des systèmes de câblage interconnectés qui peuvent les rendre sensibles aux dommages et difficiles à faire évoluer.

ACES peut détecter les contacts plus de 1 000 fois plus rapidement que le système nerveux sensoriel humain. Il est capable de différencier les contacts physiques entre différents capteurs en moins de 60 nanosecondes, même avec un grand nombre de capteurs. La peau compatible ACES peut également identifier avec précision la forme, la texture et la dureté des objets en 10 millisecondes, soit dix fois plus vite qu'un clin d'œil. Ceci est rendu possible par la haute fidélité et la vitesse de capture du système ACES.

La plate-forme ACES peut également être conçue pour atteindre une grande robustesse aux dommages physiques, une propriété importante pour les skins électroniques car ils entrent en contact physique fréquent avec l'environnement. Contrairement au système actuel utilisé pour interconnecter les capteurs des skins électroniques existants, tous les capteurs d'ACES peuvent être connectés à un conducteur électrique commun, chaque capteur fonctionnant indépendamment. Cela permet aux skins électroniques compatibles ACES de continuer à fonctionner tant qu'il existe une connexion entre le capteur et le conducteur, ce qui les rend moins vulnérables aux dommages.

ACES dispose d'un système de câblage simple et réactif même avec un nombre croissant de capteurs. Ces caractéristiques clés faciliteront la mise à l'échelle des skins électroniques intelligents pour les applications d'intelligence artificielle (IA) dans les robots, les prothèses et autres interfaces homme-machine.

ACES peut être facilement associé à tout type de couche de peau de capteur ; par exemple, ceux conçus pour détecter la température et l’humidité. L'association d'ACES avec une couche cutanée de capteur transparente, auto-réparatrice et résistante à l'eau crée une peau électronique qui peut s'auto-réparer comme la peau humaine. Ce type de peau électronique peut être utilisé pour développer des membres prothétiques plus réalistes qui aideront les personnes handicapées à retrouver leur sens du toucher.

D'autres applications potentielles incluent le développement de robots plus intelligents capables d'effectuer des tâches de reprise après sinistre ou de prendre en charge des opérations banales telles que l'emballage d'articles dans des entrepôts.

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