新型水凝膠皮膚具有觸覺傳感能力
(相關(guān)資料圖)
英國劍橋大學(xué)生物啟發(fā)機器人實驗室的研究人員創(chuàng)造了一種新的基于水凝膠的皮膚，這種極其柔韌的皮膚使用一系列電極和一種算法重建觸覺刺激，讓機器人能夠檢測物體的觸覺特性，復(fù)制人類的觸覺，有望促進(jìn)軟體機器人的開發(fā)。相關(guān)研究論文刊發(fā)于3日出版的《今日材料電子》雜志。
世界各地的研究人員都對如何用柔性和可拉伸材料制造機器人感興趣，為了最大化這些機器人的優(yōu)勢，包括傳感器在內(nèi)的機器人所有組件都必須是柔軟的。鑒于此，研究人員從人類皮膚中汲取靈感，創(chuàng)造出了一種可拉伸的傳感材料，這種材料可檢測任何損傷，感知物體或人類的觸摸，并監(jiān)測其周圍環(huán)境。
研究使用一種專門開發(fā)的傳感水凝膠作為皮膚的基礎(chǔ)，這種水凝膠可生物降解，而且非常有彈性。研究人員將其與電阻抗斷層成像硬件相結(jié)合，硬件使用皮膚邊緣的電極來施加電流并測量電壓，從而提供有關(guān)皮膚狀態(tài)的信息，推斷人造皮膚被觸摸的位置，以及是否有受損。
在最初的評估中，研究人員發(fā)現(xiàn)新系統(tǒng)明顯優(yōu)于基于傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工皮膚系統(tǒng)。他們還測試了新的水凝膠皮膚在損傷檢測或定位、監(jiān)測環(huán)境及識別不同的觸覺刺激這3個關(guān)鍵現(xiàn)實應(yīng)用中的潛力，發(fā)現(xiàn)其在這3項任務(wù)中都表現(xiàn)良好，這表明它可用來增強軟體機器人系統(tǒng)的能力，以執(zhí)行不同的任務(wù)。
研究團隊目前正在努力改善皮膚的形狀和大小，以便能感知更復(fù)雜的刺激。例如，將皮膚涂抹在機械手上，它不僅能感知皮膚被接觸的位置和力度，還能感知機械手每個手指的位置以及手是否受損。
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