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香港高校團隊打造出仿人類皮膚的觸覺傳感器
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香港高校團隊打造出仿人類皮膚的觸覺傳感器

2021-03-02 15:57:22 來源:前瞻網 點擊:200

【嗶哥嗶特導讀】研究人員們設計了一種正弦磁化的柔性薄膜(厚度約為0.5毫米),通過霍爾傳感器,可以通過磁場密度在外力作用下的變化來檢測柔性薄膜的變形,從而設計出一種兼具自解耦和超分辨率能力的軟觸覺傳感器。

人類皮膚可以感知力的大小和方向的細微變化(即自解耦,self-decoupled),對外界刺激的定位精度也可以超越觸覺感受器間的平均間距(即超分辨,super-resolved)。因此人的雙手可以完成非常精巧和復雜的任務。

相比之下,現有的機器人應用觸覺傳感器較差,同時缺乏精確的力解耦和適當的空間分辨率,所以它們操作起來就很不靈活。

傳感器

研究人員們設計了一種正弦磁化的柔性薄膜(厚度約為0.5毫米),通過霍爾傳感器,可以通過磁場密度在外力作用下的變化來檢測柔性薄膜的變形,從而設計出一種兼具自解耦和超分辨率能力的軟觸覺傳感器。

該傳感器可以用單個單元精確測量法向力和剪切力(以一維形式展示),并通過深度學習實現了60倍的超分辨精度。

通過將這種智能傳感器安裝在機器人抓手的指尖上,研究團隊證明機器人可以完成具有挑戰性的任務,如在外部干擾下穩定地抓取易碎的物體(如雞蛋),還能通過遠程操作干起“穿針引線”的繡花活兒。

該研究為仿人類皮膚的觸覺傳感器的設計提供了新的視角,并有助于在機器人領域的各種應用,如自適應抓取、靈巧操作和人機交互。

相關成果以 “Soft magnetic skin for super-resolution tactile sensing with force self-decoupling” 為題,于近日發表在《科學機器人》(Science Robotics)上。香港城市大學生物醫學工程系申亞京教授、香港大學計算機系潘佳教授為論文的共同通訊作者,香港城市大學生物醫學工程系在讀博士生閆友璨為論文的第一作者。

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