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人工传感器模仿人类的触觉
来源:赛斯维传感器网 发表于 2021/1/22

一组研究人员开发了一种人造触觉传感器,该传感器可模仿人类皮肤检测表面信息(例如形状,图案和结构)的能力。这可能比制造可以感知诸如粗糙度和平滑度之类的感觉的电子设备和机器人迈出了一步。


该研究的主要作者,韩国大邱庆北科技大学(dgist)的工程师kwonsik shin说:“模仿人类的感觉是工程学中最受欢迎的领域之一,但是众所周知,触摸感很难复制。”发表在机电一体化的ieee / asme transactions中。


人类不仅可以同时感知环境的多种特征,例如压力,温度,振动,张力和剪切力,而且还可以检测心理参数,例如粗糙度,光滑度,硬度和疼痛。检测精确的表面信息是复制触摸的心理感觉的关键的第一步。


为了应对这一挑战,dgist研究人员与asml韩国,首尔东国大学,成均馆大学和牛津大学的同事合作。他们开发了一种能够高精度测量表面纹理的设备。传感器由压电材料制成,压电材料是高度敏感的材料,可以响应施加的压力而产生电能。这些材料具有与皮肤相似的特性。


与现有的人工传感器相比,新的传感器具有多个优点。首先,它可以通过触摸和滑动检测信号。这模仿了人类感知表面特征的两种方式:通过戳戳或用手指在其上面滑动。大多数人造传感器使用一种方法。其次,它由多个接收器组成,这意味着可以使用两个接收器信号之间的时间间隔以及它们之间的距离来计算滑动速度。大多数机械手手指使用单个接收器,需要一个外部测速仪。


研究人员通过将形状像正方形,三角形或圆顶的邮票压在传感器表面上来测试他们的传感器。他们还向传感器添加了软质材料,以查看其是否可以测量深度,从而进行三维传感。传感器根据印模的形状产生不同的电压。结果表明,该传感器具有高空间分辨率,并且可以表示某些对象,诸如宽度和间距,具有的表面特征的高精度。但是,目前,传感器无法在3-d中完美地区分形状。


将来,该传感器可以集成到电子设备中,例如机器人或智能手机,以提高其检测表面纹理的能力。


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