Рига: -8°С
Новое измерение осязания: человек чувствует объекты на расстоянии
Исследователи из Лондонского университета королевы Марии (Queen Mary University of London) и Университетского колледжа Лондона (UCL) представили убедительные доказательства существования у человека ранее не признанного сенсорного механизма, который они назвали «дистанционное прикосновение». Это открытие расширяет традиционное понимание человеческого осязания, которое ранее считалось возможным только при непосредственном физическом контакте с объектом.
Открытие ставит под сомнение устоявшуюся модель человеческих сенсорных систем. Подобная способность, заключающаяся в ощущении объектов на расстоянии через улавливание тонких механических сигналов в окружающей среде, давно известна у некоторых представителей животного мира. В частности, такие птицы, как кулики и ржанки, успешно используют этот механизм для обнаружения добычи, скрытой, например, под слоем песка.
Эксперимент: поиск куба в песке
Чтобы проверить гипотезу о наличии аналогичной способности у людей, ученые провели эксперимент, во многом моделирующий поведение птиц в естественных условиях. Участникам предлагалось осторожно перемещать пальцы по поверхности песка в ящике, в котором был намеренно спрятан куб. Ключевая задача состояла в том, чтобы определить местоположение объекта до того, как палец коснется его напрямую.
Результаты, представленные в рамках Международной конференции Института инженеров электротехники и электроники (IEEE), продемонстрировали, что человеческие руки обладают поразительной чувствительностью. Участники исследования смогли обнаружить скрытый куб, полагаясь на едва уловимые смещения песчинок и изменения давления, вызванные присутствием препятствия. Это подтверждает, что люди способны получать тактильную информацию о предмете еще до контакта.
Человек против робота: точность восприятия
Для количественной оценки этой способности исследователи сравнили результаты людей с показателями роботизированной системы. Была задействована роботизированная рука с тактильным датчиком, обученная с использованием алгоритма долговременной кратковременной памяти (LSTM) на данных о движении частиц в песке.
Человеческие участники достигли впечатляющей точности в 70,7% в ожидаемом диапазоне обнаружения. Робот, хотя и мог потенциально обнаруживать объекты на немного большем расстоянии, показал в среднем значительно более низкую эффективность — всего 40% точности, часто ошибаясь.
«Эта чувствительность приближается к теоретическому физическому порогу обнаружения механического «отражения» в сыпучем материале, когда движение песка «отражается» от устойчивой поверхности (спрятанного предмета)», — отмечают авторы работы.
Физическое моделирование подтвердило, что чувствительность человеческих рук находится в пределах максимальной теоретически возможной для обнаружения таких механических «отражений» в гранулированной среде.
Применение и перспективы нового чувства
Открытие «дистанционного прикосновения» имеет значительные практические последствия, особенно в сфере робототехники и сенсорных систем. Использование человеческого восприятия в качестве модели может послужить основой для разработки более совершенных роботов, способных выполнять сложные задачи в условиях ограниченной видимости или с хрупкими материалами.
Чжэнци Чэнь, один из авторов исследования из Лаборатории передовой робототехники, подчеркнул потенциал этого знания. По его словам, это может быть критически важно для таких областей, как:
- Неразрушающее обнаружение археологических артефактов.
- Исследование сыпучих поверхностей, например, грунта на Марсе или дна океана.
- Повышение безопасности и эффективности скрытых или опасных инспекций.
Подобные исследования позволяют пересмотреть границы между тем, что считается интуицией, и тем, что является физически измеряемым сенсорным входом, делая человеческое восприятие еще более сложным и многогранным.
Следите за новостями на других платформах: