То, что называли интуицией, оказалось физикой: как учёные случайно открыли скрытую способность тела

Осязание кажется простым — мы прикасаемся к чему-то и ощущаем форму, текстуру, температуру. Но новые данные британских и австралийских учёных показывают: человеческое тело способно чувствовать намного больше, чем принято считать. У нас действительно есть нечто вроде "дистанционного осязания" — способность ощущать предметы, даже если между ними и кожей есть слой материала, например песка.

Скрытое чувство, которое всегда было с нами

Исследователи из Лондонского университета королевы Марии и Университетского колледжа Лондона доказали, что человек способен ощущать предметы, спрятанные под поверхностью, ещё до прямого контакта. Это открытие помогает лучше понять, как работает человеческое восприятие, и даёт новые идеи для робототехники.

Многие животные давно используют подобную чувствительность. Например, кулики чувствуют движение добычи под влажным песком, не видя её. Учёные решили выяснить, есть ли у людей подобный сенсорный диапазон — и выяснили, что есть.

"Наши результаты показывают, что сознание осязания распространяется дальше, чем прямое прикосновение", — отметила профессор из Лондонского университета королевы Марии Элизабетта Версаче.

Эксперимент: как проверить "осязание на расстоянии"

Учёные провели серию опытов с 12 участниками в возрасте от 18 до 26 лет. Добровольцы должны были провести пальцем по длинной коробке, наполненной песком, в которой был спрятан пластиковый куб размером 5 см. Движение пальца контролировалось по светодиодной дорожке, чтобы сохранять стабильную скорость — два сантиметра в секунду.

Испытуемые погружали палец примерно на 4,8 см и останавливали движение, как только чувствовали "что-то необычное". При этом объект находился вне поля зрения.

Результаты впечатлили: из 216 испытаний в 79 случаях участники точно определили место предмета, не прикасаясь к нему. Среднее расстояние "чувствования" составило 2,7 см — почти половина от теоретического максимума, который допускает физика песка (6,9 см).

Это значит, что человек способен воспринимать минимальные изменения давления и плотности среды — даже в неоднородной среде, где визуальные сигналы отсутствуют.

Когда песок становится "сенсорным полем"

Как показал анализ, при движении пальца песчинки смещаются иначе возле закопанного предмета, создавая едва заметную "зону сопротивления". Эта микроволна давления передаётся по песку и воспринимается рецепторами кожи.

Наши пальцы фиксируют не сами предметы, а механические изменения среды — почти как гидролокатор, только в твёрдой среде. Такое умение объясняет, почему мы можем чувствовать камешек в обуви, даже если он глубоко под стелькой, или определить спелость фрукта, слегка его сжимая.

Роботы тоже научились "чувствовать"

Чтобы сравнить человеческие способности с возможностями машин, команда создала роботизированный палец с четырьмя датчиками давления, который двигался по песку с той же скоростью. Система прошла 120 испытаний, включая 20 контрольных без предметов.

Для анализа использовались алгоритмы машинного обучения с памятью LSTM. Результат превзошёл ожидания: робот определял наличие объекта с точностью 91%. Однако в отличие от человека, он чаще выдавал ложные срабатывания, воспринимая любое колебание песка как сигнал.

"Робот оказался чересчур чувствителен. Он реагировал на шум, который человек бы проигнорировал", — пояснил из Университетского колледжа Лондона Лоренцо Джамоне.

Сравнение возможностей человека и машины

Обе системы дополняют друг друга: человек интуитивно распознаёт реальные сигналы, а робот способен фиксировать слабейшие колебания, невидимые человеческому восприятию.

Ошибка → Последствия → Альтернатива

• Ошибка: недооценивать тактильные способности человека.
  Последствия: ограниченные интерфейсы в робототехнике и медицине.
  Альтернатива: использовать сенсорные модели, основанные на человеческом восприятии давления.

• Ошибка: считать, что осязание работает только при контакте.
  Последствия: потеря потенциала в разработке поисковых технологий.
  Альтернатива: создавать системы с "дистанционным" тактильным анализом среды.

Практическое значение

Это открытие может найти применение в самых разных областях:

• Археология: роботы смогут обнаруживать артефакты под песком, не повреждая их.

• Поисково-спасательные работы: сенсорные устройства помогут находить людей под завалами.

• Космические миссии: на Марсе или ледяных спутниках роботы смогут "ощупывать" почву, не рискуя повредить оборудование.

• Медицина: разработка хирургических инструментов с "чувствительными" наконечниками, способными определять плотность тканей без визуального контроля.

А что, если это и есть новое чувство?

Если зрение и слух дают информацию на расстоянии, почему бы не признать, что и осязание имеет такую способность? Учёные предполагают, что мозг способен интерпретировать механические волны через кожу, формируя "седьмое чувство" — пространственное осязание.

Это чувство могло быть эволюционным реликтом: древние люди могли чувствовать движение под ногами или под поверхностью земли, как животные реагируют на вибрации.

"Мы переоцениваем границы восприятия. Наши органы чувств — это не стены, а мосты между телом и миром", — подчеркнула Элизабетта Версаче.

Мифы и правда

Миф: человек может чувствовать только при прямом контакте.
Правда: сенсорные рецепторы способны улавливать колебания среды даже без соприкосновения.

Миф: машины чувствуют лучше людей.
Правда: робот фиксирует больше сигналов, но не умеет отделять шум от информации.

Миф: тактильные технологии уже достигли предела.
Правда: исследования показывают, что возможности сенсорных систем только начинают раскрываться.

Интересные факты

1. Человеческие пальцы способны различать вибрации с амплитудой менее 0,01 миллиметра.

2. В коже кончиков пальцев около 250 рецепторов на квадратный миллиметр — это самая чувствительная часть тела.

3. Роботы нового поколения уже оснащаются "искусственной кожей", созданной по модели человеческих механорецепторов.

Идея о "расширенном осязании" обсуждалась ещё в XIX веке физиологами, изучавшими вибрационные ощущения. Однако только развитие робототехники позволило измерить такие микросигналы объективно. Современные технологии объединяют нейробиологию и машинное обучение, открывая дорогу к новым формам восприятия.

Возможно, вскоре человек и машина смогут "чувствовать" мир одинаково — не только глазами, но и кончиками пальцев.