Российские ученые разработали инновационную сенсорную перчатку для управления робототехническими системами

Ученые Национального исследовательского университета «МЭИ» создали программно-аппаратный комплекс (ПАК) для дистанционного управления движением робототехнических систем. Этот комплекс, способный считывать и передавать сигналы о движении человеческой руки, разработан с использованием отечественной среды динамического моделирования SimInTech.

Комплекс включает сенсорное обеспечение, позволяющее точно оценивать пространственное движение кисти руки оператора и формировать управляющие сигналы для внешних технических систем. Программная часть обрабатывает измерительную информацию от сенсорной перчатки и формирует управление, учитывая силовые обратные связи с внешней средой. Сенсорная система построена на базе инерциальных измерительных модулей, магнитометров и тензодатчиков.

«Разработанная нашими учеными технология сенсорного управления открывает новые возможности по применению робототехнических систем во многих сферах жизни. Использование программных продуктов и аппаратных средств российского происхождения определяет большой потенциал для дальнейшего совершенствования данного решения и его адаптации под различные задачи в области медицины, наукоемкого производства, управления беспилотными аппаратами», — заявил ректор НИУ «МЭИ» Николай Рогалев.

Отличительной чертой нового решения является возможность не только передавать движение руки оператора на внешнюю систему, но и получать информацию об усилиях и отклике внешней среды. Это достигается за счет использования системы управления искусственными сухожилиями, вибрационными и тактильными датчиками, встроенными в перчатку оператора, что позволяет формировать сигналы биологической обратной связи. Такая обратная связь существенно повышает точность управления внешней технической системой.

Конкурентные преимущества ПАК проявляются в высокой точности и безопасности функционирования человеко-машинной системы. Эти характеристики обеспечиваются разработанной силовой биологической обратной связью, что особенно важно для медицинских приложений.

Результаты исследований уже используются в разработке и внедрении роботизированной перчатки для медицинской практики. Эта перчатка помогает восстанавливать моторику и двигательную активность у пациентов с постинсультными и другими нарушениями, значительно увеличивая объем целенаправленных движений.

Напомним, что в рамках дорожной карты по развитию цифровой технологии «Компоненты робототехники и сенсорика» перед Россией стоит задача усиления своих позиций в области робототехники и сенсорных систем. Основные направления включают создание человеко-машинных интерфейсов, разработку сенсорно-моторной координации и новых сенсоров. Планируется внедрение алгоритмов и технологий для дистанционного управления роботами, а также создание систем для захвата и перемещения объектов. Важное внимание уделяется безопасности взаимодействия человека и робота, а также развитию медицинских интерфейсов для реабилитации и расширения физических возможностей.

Для реализации этих задач создаются национальные и региональные центры компетенций, которые будут способствовать консолидации знаний и взаимодействию науки и бизнеса. Внедрение новых сенсорных систем и технологий обработки данных, развитие программного обеспечения и комплексирование разнородных данных являются ключевыми аспектами. Эти меры направлены на повышение конкурентоспособности российской робототехники, создание инновационных продуктов и подготовку высококвалифицированных специалистов.