Електронна шкіра: трансформація роботизованого датчика

Розробка нейроподібної електронної шкіри (e-skin) змінює ландшафт робототехніки, пропонуючи складні сенсорні можливості, що імітують людську шкіру. У цьому огляді розглядаються досягнення в галузі апаратних реалізацій, нейроподібного зондування й обробки даних для електронної шкіри, проводячи паралелі з периферичною нервовою системою людини (ПНС).
Дотик - це складна сенсорна модальність, у якій задіяні різні рецептори (механорецептори, теплові й больові рецептори), вбудовані у шкіру. Ці рецептори дають змогу людям ефективно сприймати навколишнє середовище і взаємодіяти з ним. Відтворення цієї можливості в роботах вимагає інноваційних апаратних і обчислювальних підходів. Електронна шкіра, заснована на нейротехнологіях, спрямована на досягнення цієї мети за рахунок інтеграції розподіленої електроніки й нейроморфних схем, спочатку розроблених для інших сенсорних модальностей.
У статті обговорюються апаратні реалізації обчислювальних будівельних блоків для електронної шкіри, включно з датчиками, нейронами й синапсами, які можна інтегрувати для відтворення тактильних функцій, подібних до людських. Наприклад, гнучка і друкована електроніка на м'яких підкладках необхідна для розробки електронної шкіри великої площі. Наприклад, гнучка і друкована електроніка на м'яких підкладках необхідна для розробки електронної шкіри великої площі. Ультратонкі нейроморфні чипи виділяються своєю здатністю виконувати локальні обчислення, скорочуючи затримку даних та енергоспоживання.
Досліджуються різні підходи для імітації нейронних шляхів, що беруть участь у тактильних відчуттях і сприйнятті людини. Це передбачає використання коливальних контурів і нейронних ланцюгів для створення нейроморфних сенсорів, які видають біологічно правдоподібні пікові сигнали. Крім того, пристрої фазової зміни і мемристивні пристрої розглядаються на предмет їхньої ролі в імітації функцій нейронів і синапсів, забезпечуючи розширену тактильну обробку даних.