盖世汽车讯 据外媒报道,德克萨斯大学奥斯汀分校(The University of Texas at Austin)的研究人员首次开发出弹性电子皮肤,可以为机器人和其他设备提供与人类皮肤相同的柔软度和触觉灵敏度,从而为执行需要非常精确和控制力的任务开辟了新的可能性。

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(图片来源:德克萨斯大学奥斯汀分校)

现有电子皮肤技术会随着材料拉伸而失去传感精度,但这种新型可伸缩电子皮肤不会出现这种情况,解决了这项新兴技术的主要瓶颈。研究负责人Nanshu Lu教授表示:“就像人类的皮肤必须伸展和弯曲以适应我们的运动一样,电子皮肤也是如此。无论怎么伸缩,这种电子皮肤的压力响应都不会改变,这是一项重要进展。”

研究人员设想将这种可伸缩电子皮肤用作具有与人手相同水平柔软度和触觉灵敏度的机器人手的关键组件。这可应用于医疗保健,比如检查病人的脉搏、擦拭身体或按摩身体部位。

为什么需要机器人护士或物理治疗师呢?这是因为全球数以百万计的人正在进入老龄化,并且需要护理,超出了全球医疗系统的能力范围。除了医学之外,人类护理机器人还可以在灾难救援中发挥作用。例如,它们可以在地震或倒塌的建筑物中搜寻受伤和被困人员,并进行现场护理,例如心肺复苏。

电子皮肤技术可以感知接触的压力,让连接的机器知道需要使用多大的力,例如抓起杯子或触摸人类。传统电子皮肤伸缩时也能感觉到这种变形,但其读数会产生额外的噪音,从而影响传感器感知压力的能力。这可能导致机器人在抓取东西时用力过大。

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(图片来源:德克萨斯大学奥斯汀分校)

在演示过程中,研究人员利用可伸缩性来创建充气探针和夹具。它们可以改变形状以执行各种敏感的、基于触摸的任务。充气皮肤包裹探针用于人体受试者,以准确收集他们的脉搏和脉冲波。放气夹具可以牢牢地抓住玻璃杯(tumbler)而不使其掉落,即便有硬币掉入其中也是如此。该设备还可以压在脆皮炸玉米卷上,而不会破坏它。

这一发现的关键在于创新混合响应压力传感器,多年来Lu及及合作者一直在进行相关研究。传统电子皮肤要么是电容式,要么是电阻式,而混合响应电子皮肤则同时采用了这两种压力响应方式。完善这些传感器并结合可伸缩绝缘和电极材料,使这一电子皮肤创新成为可能。

目前,该团队致力于探讨潜在应用,并且正在与自然科学学院计算机科学系助理教授Roberto Martin-Martin合作打造配备电子皮肤的机械臂。研究人员已为这项电子皮肤技术提交了临时专利申请,并计划与机器人公司合作以将其推向市场。

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