仿生触觉增强-高度天富平台登录敏感的传感器灵感来自蜘蛛提高触觉

时间:2020-09-15 15:08 作者:http://zdtnx.com.cn/ 分享到:
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视觉辅助触觉增强系统VATES,用于精确的运动控制。采用超薄高灵敏度裂纹传感器、信号采集电路和实时显示系统实现微小变形的感应。超薄传感器,超人体皮肤敏感性,不干扰人体皮肤触觉。实时显示器可以作为辅助人的触觉的补充。信贷:Rongrong保
 
超薄的基于裂纹的传感器的工作原理类似于蜘蛛的感觉器官,并显示出对运动的非凡敏感性。天富平台登录
 
人们依靠高度协调的触觉来操纵物品,但皮肤受伤和简单的戴手套的行为会削弱这种能力。例如,外科医生发现,手套会降低他们操纵软组织的能力。宇航员还会被厚重的宇航服所束缚,而且戴着厚重的手套工作也很困难。
 
在本周出版的《应用物理评论》中,科学家报告了一种基于高灵敏度传感器的新型战术增强系统的开发。该传感器具有非凡的灵敏度,穿戴者可以探测羽毛的轻刷、花瓣的触摸、落在手指上的水滴,甚至是一根看不见的小电线。
 
这个装置中使用的基于裂纹的传感器的灵感来自于蜘蛛的狭缝器官,这个想法最初是由其他研究人员提出的。这种外骨骼上的裂缝让蜘蛛能够察觉到细小的移动。以同样的方式,超薄裂纹应变传感器(UCSS)使用导电银薄层中形成的裂纹。
 
UCSS是由几层涂有银的柔性聚合物薄膜制成的。整个系统覆盖并伸展在一个弯曲的表面上,导致银断裂,并产生传导电流和对运动敏感的平行通道。
 
研究人员发现,柔性薄膜和银薄膜的薄层都产生了灵敏度更高的传感器,而厚层则显示出更大的感应范围。为了达到这两种效果的平衡,15微米厚聚合物层和37纳米厚银层的UCSSs是最好的选择。
 
研究人员还设计了一个视觉辅助触觉增强系统,VATES,通过连接一个或多个UCSSs到一个信号采集单元和视觉读出设备。他们将UCSSs附着在手套上,可以放在手指上,也可以放在手背上,从而制造出一种电子皮肤。微小的运动,比如指尖的脉搏运动,都可以被监测到。
 
研究人员建议,UCSSs可用于多种方式:作为高度敏感的电子胡须,可用于绘制风流模式;可穿戴式传感器,用于检测心跳、脉搏;或者作为假肢上的传感器来增强触觉。
 
他们还演示了他们的使用时,适用于身体的不同部位。UCSSs能够检测到微笑、皱眉和眨眼的动作。
 
合著者Caofeng Pan说:“这些结果证明了我们的超薄应变传感器在电子皮肤和人机界面上的广泛应用。”天富平台登录
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