韩研发可测量表面纹理的触觉传感器 有望用于机器人和智能手机

国外研究小组开发了一种人工触觉传感器,它模仿人类皮肤检测表面信息的能力,如形状、图案和结构。

  6月24日消息,国外研究小组开发了一种人工触觉传感器,它模仿人类皮肤检测表面信息的能力,如形状、图案和结构。这可能离制造能够感知粗糙和平滑等感觉的电子设备和机器人更近了一步。

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  韩国大邱京畿科学技术研究所(DGIST)工程师、发表在《机电一体化IEEE/ASME汇刊》上的这项研究的主要作者郭新说:“模仿人类的感官是最流行的工程学领域之一,但触觉是众所周知的难以复制的。”

  人类不仅能同时感受到环境的多种特征,如压力、温度、振动、张力和剪切力,而且还能检测到心理参数,如粗糙度、平滑度、硬度和疼痛。检测精确的表面信息是复制触觉心理感受的关键第一步。

  为了应对这一挑战,DGIST的研究人员与来自ASML韩国大学、首尔东固大学、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装置。这种传感器是由压电材料制成的,压电材料是一种高度敏感的材料,能够产生电能,作为对外加应力的响应。这些材料的性质与皮肤相似。

  与现有的人工传感器相比,这种新型传感器有几个优点。首先,它可以通过触摸和滑动来检测信号。这模仿了人类感知表面特征的两种方式:戳它或用手指抚摸它。大多数人工传感器使用单一方法。第二,它由多个接收器组成,这意味着滑动速度可以用两个接收器信号之间的时间间隔和它们之间的距离来计算。大多数机器人手指使用一个接收器,需要一个外部速度计。

  研究人员通过在传感器表面压上正方形、三角形或圆顶形状的图章来测试他们的传感器。他们还为传感器添加了软材料,以查看传感器是否能够测量深度,从而实现三维传感。传感器根据印记的形状产生不同的电压。结果表明,该传感器具有很高的空间分辨率,能够很好地反映物体的表面特征,如宽度和俯仰等。然而,目前的传感器还不能很好地分辨三维物体的形状。

  在未来,这种传感器可以被集成到机器人或智能手机等电子设备中,以提高它们检测表面纹理的能力。

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