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一種模擬人類指紋特征的柔性滑覺傳感器

MEMS ? 來源:MEMS ? 2023-11-20 17:32 ? 次閱讀
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近日,記者從南方科技大學(xué)獲悉,該校材料科學(xué)與工程系教授郭傳飛團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種模擬人類指紋特征的柔性滑覺傳感器,能準(zhǔn)確無誤地分辨如棉、紗、化纖、羊毛等細(xì)膩質(zhì)地材料。該傳感器有望用于人形機(jī)器人、人類義肢以及觸覺虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。相關(guān)成果發(fā)表在《自然·通訊》上。

“人體皮膚中兩種不同的感受器,分別檢測靜壓和振動(dòng),這兩種感受器在人體皮膚中協(xié)同工作,使我們能夠感知到各種觸覺刺激,并做出相應(yīng)反應(yīng)?!惫鶄黠w介紹,通過皮膚深層組織中的靜壓感受器,人類可感受到物體的硬度和形狀,而皮膚的表層組織振動(dòng)感受器,能夠讓人類快速感知機(jī)械刺激,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為神經(jīng)信號,傳遞給大腦進(jìn)行解析。

“要模仿皮膚的這種功能極具挑戰(zhàn),要求傳感器既具超高靈敏度,又有超快響應(yīng),這樣才可在快速劃過大量微小結(jié)構(gòu)時(shí),準(zhǔn)確分辨結(jié)構(gòu)尺寸、材質(zhì)和數(shù)量?!惫鶄黠w說。

基于此,郭傳飛團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種模擬人類指紋特征的柔性滑覺傳感器,在單個(gè)傳感器里集成皮膚中兩種感受器功能,通過材料和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,這種傳感器可分辨10微米大小的結(jié)構(gòu),并對高達(dá)400赫茲的頻率產(chǎn)生響應(yīng),這和皮膚中感受器能感受到最大頻率范圍接近。

郭傳飛介紹,通過提取傳感器與目標(biāo)物體接觸時(shí)觸覺信號,研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建出機(jī)器學(xué)習(xí)模型,并將柔性滑覺傳感器整合到人類手部義肢上,義肢在捕捉細(xì)小觸覺信號的同時(shí),亦能識別如棉、紗、化纖、羊毛、亞麻、泡泡紗等20種常見織物。

通過機(jī)器學(xué)習(xí)模型,這種柔性滑覺傳感器在恒定滑速時(shí)可獲得高達(dá)100%的識別準(zhǔn)確度,即使在任意劃速下也能達(dá)到99%左右,遠(yuǎn)高于人類手指78%的準(zhǔn)確度?!叭斯び|覺在某些方面已經(jīng)顯著超過人類觸覺?!惫鶄黠w表示,“這種柔性滑覺傳感器或可稱之為‘電子皮膚’?!?/p>

編輯:黃飛


聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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原文標(biāo)題:新型傳感器具備“精細(xì)觸覺”,有望用于人類義肢

文章出處:【微信號:MEMSensor,微信公眾號:MEMS】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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