
Ученые из
Иллинойского университета в Урбане-Шампейне создали прототип нового сенсорного
устройства для роботов, являющегося бионической имитацией вибрисс –
механочувствительных рецепторов млекопитающих. Сенсор позволяет улавливать
потоки воздуха или воды и создавать двумерные реконструкции объектов, от
которых они отражаются, используя методы гидравлической томографии. Работа с
описанием устройства опубликована в журнале Bioinspiration
& Biomimetics.
Сенсор
состоит из пяти «усов»-вибрисс диаметром 3 миллиметра, сделанных из очень эластичного материала нитинола – сплава титана и никеля, покрытого
пластиком. Каждый «ус» прикреплен к специальной натянутой кулисе, преобразующей
колебания в электрические сигналы. 
При помощи системы
роторов все пять «усов» одновременно движутся – три влево и два вправо, как
бы расчерчивая двумерную плоскость. Если в это время на них действует поток
воздуха, как на видео ниже, то благодаря микроколебаниям вибрисс можно
вычислить его среднюю скорость для всех возможных положений «усов» в каждый
момент времени. Обобщив эти данные при помощи специального алгоритма можно
построить двумерное изображение, позволяющее определить положение каких-либо
объектов в полной темноте, опираясь исключительно на отраженные от них
воздушные потоки.
Вибриссы –
это длинные жесткие волосы у млекопитающих, выступающие над поверхностью
шерстного покрова. К волосяной сумке вибрисс подходят нервные окончания. Малейшее
движение волоска генерирует нервный импульс, поступающий по троичному нерву в
особую, строго отведенную для каждой вибриссы область мозга, что позволяет на
основе движений воздуха контролировать окружающую обстановку без использования
зрения – важнейшая биологическая адаптация для ночных хищников.
По мнению
создателей механочувствительного сенсора, он может существенно расширить «восприятие»
ныне существующих роботов, которые в настоящий момент полагаются лишь на
компьютерное зрение, радары и сонары.
