近年來(lái)，材料科學(xué)家和工程師為機(jī)器人和假肢應(yīng)用引入了越來(lái)越復(fù)雜的材料。這包括各種電子皮膚，旨在感知周圍環(huán)境并人工再現(xiàn)觸覺(jué)。
清華大學(xué)的研究人員最近推出了一種新型雙模式觸覺(jué)電子皮膚，它可以增強(qiáng)機(jī)器人的傳感能力，同時(shí)還允許它們利用人類用戶的觸覺(jué)來(lái)交流信息。這種電子皮膚發(fā)表在預(yù)印本服務(wù)器arXiv上的一篇論文中，并被IEEE ICRA 2024接受，它既可以感知觸覺(jué)信息，也可以產(chǎn)生觸覺(jué)反饋，從而實(shí)現(xiàn)基于觸摸的雙向人機(jī)交互 (HRI)。
“我們的論文提出了一種雙模式電子皮膚(e-skin)，旨在增強(qiáng)人機(jī)交互(HRI)，”論文合著者丁文波博士告訴 Tech Xplore。“它解決了當(dāng)前電子皮膚技術(shù)的局限性，只能提供觸覺(jué) 感知或觸覺(jué) 反饋，但不能兩者兼而有之。傳感和反饋單元的工作機(jī)制無(wú)法無(wú)縫結(jié)合，導(dǎo)致設(shè)備體積更大，制造成本更高。”
丁博士和他的同事最近研究的主要目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種雙模式電子皮膚，它也可以通過(guò)觸覺(jué)信息的雙向傳輸對(duì)接觸力做出反應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，他們推出的電子皮膚集成了多模態(tài)磁性觸覺(jué)傳感和振動(dòng)反饋。
“電子皮膚集成了柔性磁性薄膜、硅彈性體、霍爾傳感器陣列、執(zhí)行器陣列和微控制器單元，”丁博士解釋道。“霍爾傳感器檢測(cè)機(jī)械壓力引起的磁膜變形，從而導(dǎo)致磁場(chǎng)變化，從而實(shí)現(xiàn)多維觸覺(jué)感知。同時(shí)，執(zhí)行器陣列產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，提供觸覺(jué)反饋，增強(qiáng)交互體驗(yàn)人類與機(jī)器人之間。”
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