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电子手套给机器人带来触觉

导读 斯坦福大学的工程师们已经开发出一种包含传感器的电子手套,这种手套有一天可以使机器人手获得人类理所当然的灵活性。在11月21日发表于《科

斯坦福大学的工程师们已经开发出一种包含传感器的电子手套,这种手套有一天可以使机器人手获得人类理所当然的灵活性。

在11月21日发表于《科学机器人》杂志上的一篇论文中,化学工程师鲍振安及其团队证明,这些传感器的性能足以使机器人的手触摸到一个精致的浆果并处理乒乓球而不会压倒它们。

鲍说:“这项技术使我们走上了一天的道路,使机器人具有人类皮肤中发现的那种感应功能。”

Bao说,手套指尖中的传感器同时测量压力的强度和方向,这是实现手动灵活性所必需的两个特质。研究人员仍然必须完善自动控制这些传感器的技术,但是当他们这样做时,戴着手套的机器人可以灵活地将鸡蛋握在拇指和食指之间,而无需砸碎或让它滑倒。

电子模仿生活

电子手套模仿了人类皮肤各层协同工作的方式,使我们的双手异常灵敏。

我们的皮肤外层装有传感器,可以检测压力,热量和其他刺激。我们的手指和手掌特别富含触摸传感器。这些传感器与称为刺孔的皮肤亚层(山丘和山谷的崎micro微观地形)协同工作。

指尖处的人体皮肤横截面,描绘了关键的感觉结构(左)。这种结构为电子皮肤的设计提供了灵感(右)。图片来源:Boutry等,科学。机器人。3,eaau6914(2018)

颠簸至关重要。当我们的手指触摸到一个物体时,皮肤的外层会更靠近棘突。甲光触摸主要感觉到接近山顶传感器。更大的压力会迫使外皮向下进入棘突谷,从而引发更强烈的触感。

但是,测量压力强度只是刺骨刺所能做的一部分。这个颠簸的子层还有助于显示压力或剪切力的方向。例如,手指向北按压,在那些微观山丘的南坡上产生强烈的信号。这种感知剪力的能力是帮助我们轻轻但牢固地将鸡蛋握在拇指和食指之间的一部分。