Недавние технологические достижения позволили создавать все более сложные датчики, которые могут отслеживать движения и изменения в реальных условиях с замечательным уровнем точности. Сейчас многие инженеры работают над тем, чтобы сделать эти датчики тоньше, чтобы их можно было встроить в различные устройства, включая роботизированные конечности и носимые устройства.

Исследователи из Гонконгского университета науки и технологий недавно разработали тонкий датчик для приложений компьютерного зрения, основанный на массиве микролинз (MLA). MLA представляют собой одномерные или двумерные массивы, состоящие из нескольких небольших линз, которые обычно располагаются в виде квадрата или шестиугольника.

«В этом исследовании мы объединили старую технологию, массив микролинз, с тактильными датчиками на основе зрения», — сказал TechXplore Ся Чен, один из исследователей, проводивших исследование. «Эта работа основана на работе с использованием массивов точечных отверстий для захвата изображения. Мы хотели создать тонкоформатный тактильный датчик на основе зрения, поскольку до сих пор лишь немногие исследования были сосредоточены на изменении системы формирования изображения тактильного датчика на основе зрения».

Чтобы создать датчик толщиной 5 миллиметров, Чен и его коллеги разместили несколько микролинз по всей поверхности эластичного слоя. Чтобы поверхность линз была однородно сферической и гладкой, они использовали два метода, известные как термическое оплавление и мягкая литография, которые часто используются для изменения формы структур на микро- и наноуровне.

«Мы фиксируем изображение с помощью нескольких блоков зрения, как это делают многие насекомые, и как только происходит прикосновение, мы обрабатываем изображения, чтобы обеспечить обратную связь, например, силовое картирование», — объяснил Чен. «Уникальное преимущество нашего сенсора в том, что за счет перепроектирования системы визуализации мы добились тонкого формата. Теперь толщина сенсора составляет около 5 миллиметров, в то время как этот параметр для других тактильных сенсоров на основе зрения составляет не менее 18 миллиметров.»

На данный момент Чен и его коллеги оценили свой датчик в серии предварительных тестов, получив очень многообещающие результаты. Они обнаружили, что их устройство может захватывать четкие тактильные изображения с высоким пространственным разрешением, а также может отображать смещения поверхностей и распределения сил с высоким уровнем точности.

В будущем тонкий датчик на основе MLA, разработанный этой группой исследователей, может быть интегрирован в различные электронные и роботизированные системы, чтобы повысить их способность обнаруживать тактильные свойства окружающей среды или собирать ценные тактильные данные. Тем временем Чен и его коллеги хотели бы продолжить разработку своего датчика, а также интегрировать его и протестировать в различных реальных устройствах.

«Улучшая или воссоздавая аппаратное обеспечение тактильных датчиков на основе зрения, мы считаем, что наш датчик может помочь многим инструментам компьютерного зрения, таким как инструменты распознавания и отслеживания объектов», — сообщила команда исследователей. «Мы считаем, что у блоков множественного зрения больше потенциала, поэтому в будущем мы можем построить трехмерное положение на основе этого датчика. Кроме того, мы хотели бы объединить датчик с роботизированной рукой для выполнения большего количества задач».