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- 人工傳感器模仿人類的觸覺
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2021/3/19
一組研究人員開發(fā)了一種人造觸覺傳感器，該傳感器可模仿人類皮膚檢測(cè)表面信息（例如形狀，圖案和結(jié)構(gòu)）的能力。這可能比制造可以感知諸如粗糙度和平滑度之類的感覺的電子設(shè)備和機(jī)器人邁出了一步。
該研究的主要作者，韓國(guó)大邱慶北科技大學(xué)（DGIST）的工程師Kwonsik Shin說：“模仿人類的感覺是工程學(xué)中最受歡迎的領(lǐng)域之一，但是眾所周知，觸摸感很難復(fù)制�！卑l(fā)表在機(jī)電一體化的IEEE / ASME交易中。
人類不僅可以同時(shí)感知環(huán)境的多種特征，例如壓力，溫度，振動(dòng)，張力和剪切力，而且還可以檢測(cè)心理參數(shù)，例如粗糙度，光滑度，硬度和疼痛。檢測(cè)精確的表面信息是復(fù)制觸摸的心理感覺的關(guān)鍵的第一步。
為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，DGIST研究人員與ASML韓國(guó)，東國(guó)首爾大學(xué)，成均館大學(xué)和牛津大學(xué)的同事合作。他們開發(fā)了一種能夠高精度測(cè)量表面紋理的設(shè)備。傳感器由壓電材料制成，壓電材料是高度敏感的材料，可以響應(yīng)施加的壓力而產(chǎn)生電能。這些材料具有與皮膚相似的特性。
與現(xiàn)有的人工傳感器相比，新的傳感器具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，它可以通過觸摸和滑動(dòng)檢測(cè)信號(hào)。這模仿了人類感知表面特征的兩種方式：通過戳戳或用手指在其上面滑動(dòng)。大多數(shù)人造傳感器使用一種方法。其次，它由多個(gè)接收器組成，這意味著可以使用兩個(gè)接收器信號(hào)之間的時(shí)間間隔以及它們之間的距離來計(jì)算滑動(dòng)速度。大多數(shù)機(jī)械手手指使用單個(gè)接收器，需要使用外部測(cè)速儀。
研究人員通過將形狀像正方形，三角形或圓頂?shù)泥]票壓在傳感器表面上來測(cè)試他們的傳感器。他們還向傳感器添加了柔軟的材料，以查看其是否可以測(cè)量深度，從而在三個(gè)維度上進(jìn)行傳感。傳感器根據(jù)壓模的形狀產(chǎn)生不同的電壓。結(jié)果表明，該傳感器具有高空間分辨率，并且可以表示某些對(duì)象，諸如寬度和間距，具有的表面特征的高精度。但是，目前，傳感器無法在3-D中完美地區(qū)分形狀。
將來，該傳感器可以集成到諸如機(jī)器人或智能手機(jī)之類的電子設(shè)備中，以提高其檢測(cè)表面紋理的能力。
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