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具有皮肤可比特性的新型软触觉传感器可适用于机器人

2021-03-04 20:13:46

由香港城市大学(CityU)牵头的联合研究小组开发了一种具有皮肤可比特性的新型软触觉传感器。将传感器安装在指尖的机器人抓手可以完成具有挑战性的任务,例如稳定地抓住易碎物品和穿线针。他们的研究为触觉传感器设计提供了新的见识,并可能为机器人领域的各种应用做出贡献,例如智能假肢和人机交互。

城大生物医学工程系(BME)副教授沉亚静博士是这项研究的共同负责人之一。该发现最近发表在科学期刊《科学机器人》上,标题为“软磁性皮肤,用于通过力自解耦实现超分辨率的触觉传感”。

模仿人的皮肤特征

人体皮肤的主要特征是其感知剪切力的能力,剪切力是指使两个物体接触时彼此滑动或滑动的力。通过感知剪切力的大小,方向和细微变化,我们的皮肤可以作为反馈,使我们能够调整如何用手和手指稳定地握持物体或握紧物体。

为了模仿人体皮肤的这一重要特征,香港大学(HKU)的沉博士和潘佳博士开发了一种新颖的柔软触觉传感器。该传感器采用类似于人皮肤的多层结构,并包括一层柔软且经过特殊磁化处理的薄膜,其顶层厚度约为0.5毫米。当外力施加在其上时,它可以检测到由于薄膜变形而产生的磁场变化。更重要的是,它可以将外力自动“解耦”或分解为两个分量-法向力(垂直于物体施加的力)和剪切力,分别提供这两个力的精确测量值。

“解耦外力很重要,因为每个力分量对对象都有自己的影响。并且有必要知道每个力分量的准确值以分析或控制对象的静止或运动状态,” Yan解释说。尤坎博士 BME的学生,该论文的第一作者。

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