工程师模仿人的手来制造更好的传感器

一个国际研究小组已经开发出能够模仿人体运动动态过程的“电子皮肤”传感器。宾夕法尼亚州州立大学多萝西·奎格勒早期职业教授环欢“拉里”·郑说，这项工作可以帮助重伤的人，例如士兵，重新获得控制其动作的能力，并为智能机器人的发展做出贡献。工程科学与力学。

程和与中国合作的研究人员在最近一期的纳米能源杂志上发表了他们的研究。

程说：“人的手的皮肤令人惊叹，这就是我们试图模仿的。” “我们如何捕获纹理和力量?进化了数年才能产生令人印象深刻的指尖灵敏度?我们正在尝试重现这种生物和动态过程，以使物体的行为类似于人的手。”

双模式传感器可测量运动的幅度和负荷，例如挥动网球拍的力度以及速度，持续时间和方向。诀窍是使这种测量脱钩，并了解各个参数如何相互影响。

例如，在球拍上轻柔地弹跳网球需要与向对手发球不同的输入。当具有假肢的人需要区分处理鸡蛋还是携带西瓜时，这些变量也会起作用。

程说：“我们可以应用这些传感器来帮助人们捕捉压力，弯曲等等的幅度。” “我们还可以在软机器人上使用这些传感器来操纵精致的物体，例如抓鱼，甚至在灾难中，它们可能需要爬入不规则的空间并移动碎屑。”

据Cheng说，该数据是由压电和压阻信号之间产生的协同作用提供的。压电信号测量外力(例如压力)以产生电荷，而压阻信号则减小电流。双模传感器夹在中间，金字塔形微结构的两个内部层彼此面对。微观结构从压阻层测量幅度和持续时间，从压电层测量动态负载率和方向。这种协同效应可在较宽的压力和频率范围内实现高灵敏度，这意味着研究人员可以精确地测量模仿特定动作所需的力量和灵活性。

“我们将最好的模型和传感器中的最好的结合在一起，创造出新的东西，” Cheng说。

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