Знаете ли вы, каковы шансы встретить двух людей с абсолютно одинаковыми отпечатками пальцев? Они ничтожно малы — примерно 1 на 640 миллиардов. Интересно, что даже у однояйцевых близнецов, у которых, казалось бы, вся генетика один в один, отпечатки всё равно разные. А теперь представьте: учёные придумали, как «выгравировать» на электронной коже узоры, которые по уникальности переплюнут даже наши с вами пальцы. Вероятность подделать или случайно получить такой же искусственный «отпечаток» просто астрономически мала — в 10232 раз ниже, чем у человека.
За этой перспективной разработкой стоит команда профессора Кёсунг Шима из Южной Кореи (он работает на химическом факультете UNIST). Им удалось разработать продвинутую электронную кожу, вся поверхность которой покрыта уникальными микроскопическими морщинками-складками. И вот эти узоры настолько неповторимы, что на их фоне уникальность человеческих отпечатков уже не кажется абсолютной. О своей работе исследователи рассказали в авторитетном журнале Nature Communications. Похоже, это действительно шаг в будущее, где у роботов могут появиться свои собственные, супернадёжные «паспорта»-отпечатки для идентификации.
Разумеется, просто «выгравировать» красивый узор — это только полдела. Чтобы такая кожа была полезной, она должна быть гибкой, почти как настоящая, и к тому же уметь «чувствовать» прикосновения с помощью встроенных датчиков. Именно поэтому учёные взяли за основу гибкие полимеры (вроде специальных каучуков), а не какие-то твердые материалы. Но и это не всё. Если мы говорим о коже для «пальцев» робота, то она должна ещё и понимать, к чему прикасается, различать поверхности. В общем, совместить всё это – и гибкость, и чувствительность, и неповторимый рисунок – та ещё задачка для инженеров.
Мягкая искусственная подушечка для пальца робота. a) Вот как она выглядит: на руке робота (слева), сама по себе (в центре) и её уникальный узор крупным планом под микроскопом (справа). b) Из чего состоит подушечка (схема в разобранном виде). Насколько прочные и эластичные материалы использованы (это показывают графики «напряжение-деформация»). Источник: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467−025−57498−y
Так как же команде профессора Шима удалось её решить? Они придумали довольно изящный метод, как заставить эластичный полимер СЭБС (это как раз один из таких хитрых каучуков) покрыться случайными «морщинками». Процесс выглядит примерно так: берут основу из этого полимера, специально обработанную химически, капают на неё растворитель (толуол) и быстро-быстро раскручивают на центрифуге. Растворитель испаряется, и верхний слой полимера неравномерно «съёживается», образуя те самые уникальные складки. Просто и гениально.
А теперь снова о цифрах, чтобы вы оценили масштаб уникальности. Шанс, что на крошечном квадратике этой кожи размером 1 на 1 миллиметр случайно образуется точно такой же узор, – всего 10−43. Для сравнения, вероятность совпадения настоящих отпечатков пальцев выше в 10232 раз. Если же взять кусочек кожи размером с наш ноготь, то вероятность случайного совпадения узора упадёт практически до нуля. И что ещё здорово: такая кожа довольно выносливая – не боится ударов, перепадов температуры и влажности, так что её уникальный «паспорт» останется с ней надолго.
Как на полимере СЭБС «гравируют» уникальный рисунок для электронных «отпечатков». a) Так выглядит структура СЭБС. b) Схема процесса нанесения покрытия вращением (как на центрифуге). c-e) Вот так выглядит складка под разными микроскопами. f) Сравнение: рука человека и искусственная подушечка с «отпечатком». Источник: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467−025−57498−y
Зачем всё это роботу? Ну, во-первых, с такой «чувствительной» кожей на пальцах он сможет гораздо ловчее брать предметы, почти как человек. Во-вторых, он сможет буквально ощупывать поверхности, понимать их текстуру. И даже, как предполагают учёные, отличать живые объекты от неживых (например, по теплу). Они уже показали эксперимент: робот с такой кожей и встроенными термодатчиками быстро отдёргивает «руку» от горячего предмета – ну прямо как мы рефлекторно это делаем.
«Самое интересное, что мы добились такой невероятной уникальности рисунка, используя довольно простую технологию, – делится профессор Шим. – Вероятность подделки оказалась даже ниже, чем у настоящих отпечатков. У этой разработки, конечно, масса возможных применений. Это и супернадёжная идентификация в системах безопасности, и создание персонализированной „умной“ кожи для людей или роботов, и новые возможности для мягких роботов (например, чтобы у каждого был свой „паспорт“ для отслеживания), и интерфейсы будущего, которые помогут нам общаться с машинами».
Над этим исследованием работали в основном Джуён Ли и Хэчан Пак с химического факультета UNIST, но им активно помогали коллеги из США – команда профессора Чжэнвэй Ли из Хьюстонского университета, специалисты по биомедицинской инженерии.
