一組研究人員開發出一種人造觸覺傳感器,模仿人體皮膚檢測表面信息的能力,如形狀,圖案和結構。這可能比製造能夠感知粗糙度和平滑度等感覺的電子設備和機器人更近一步。

 

複雜的複製觸感工程

「模仿人類的感官是最受歡迎的工程領域之一,但是觸覺很難復制。」人類不僅同時感知其環境的多種特徵,例如壓力,溫度,振動,張力和剪切力,而且還檢測心理參數,例如粗糙度,光滑度,硬度和疼痛。檢測精確的表面信息是複制觸覺心理感覺的關鍵第一步。

為了應對這一挑戰,DGIST研究人員與來自韓國ASML,東國大學 - 首爾,成均館大學和牛津大學的同事合作。他們開發了一種能夠高精度測量表面紋理的設備。傳感器由壓電材料製成 - 高度敏感的材料,可以產生電力作為對施加的應力的響應。這些材料具有與皮膚相似的特性。

感應器的優勢

新傳感器與現有人工傳感器相比具有多個優勢。首先,它可以通過觸摸和滑動來檢測信號。這模仿了人類感知表面特徵的兩種方式:通過戳它或用手指在它上面。大多數人工傳感器使用單一方法。其次,它由一系列多個受體組成,這意味著可以使用兩個受體信號之間的時間間隔和它們之間的距離來計算滑動速度。

大多數機器人手指使用單個接收器,需要外部速度計。 研究人員通過在傳感器表面上按壓形狀像正方形,三角形或圓頂的印章來測試他們的傳感器。他們還在傳感器上添加了柔軟的材料,以確定它是否可以測量深度,從而在三維空間中進行感應。

未來前瞻發展

傳感器根據印模的形狀產生不同的電壓。結果表明,該傳感器具有較高的空間分辨率,能夠高精度地表現某些物體的表面特徵,如寬度和間距。然而,目前,傳感器無法在3D中完美地區分形狀。 將來,傳感器可以集成到電子設備中,例如機器人或智能手機,以提高它們檢測表面紋理的能力。

 

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