科技日報北京5月5日電 (記者張佳欣)現(xiàn)有的電子皮膚會隨材料拉伸而降低傳感精度。美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校研究人員開發(fā)出一種新型可拉伸電子皮膚,解決了這項新興技術(shù)的一個主要難題。這種電子皮膚很有彈性,為機器人和其他設(shè)備提供類似人類皮膚的柔軟度和觸摸靈敏度,有助其執(zhí)行需要極高精度和控制力的任務(wù)。研究論文發(fā)表在最新一期《物質(zhì)》雜志上。
研究人員表示,電子皮膚就像人類皮膚一樣可以伸展和彎曲,以適應(yīng)人體運動。新開發(fā)的電子皮膚無論拉伸到何種程度,其壓力反應(yīng)都保持不變。這是該技術(shù)的一項重大成就。
電子皮膚技術(shù)可以感知接觸帶來的壓力,讓連接的機器知道需要使用多大力,例如在抓取杯子或與人接觸時。但是,當(dāng)傳統(tǒng)的電子皮膚被拉伸時,讀數(shù)會受到影響并產(chǎn)生誤差,影響傳感器感知壓力的能力,這可能導(dǎo)致機器人過度用力。
此次研究的關(guān)鍵是一種創(chuàng)新的混合響應(yīng)壓力傳感器。傳統(tǒng)電子皮膚要么是電容式的,要么是電阻式的,而混合響應(yīng)電子皮膚則同時采用了兩種壓力響應(yīng)。研究人員完善了這些傳感器,并將它們與可拉伸絕緣材料和電極材料相結(jié)合,實現(xiàn)了電子皮膚的創(chuàng)新。
在演示中,研究人員利用電子皮膚的可伸縮性,制造了可改變形狀的充氣探頭和抓取器,執(zhí)行各種基于觸摸的敏感任務(wù)。例如,用充氣皮膚包裹的探頭能準(zhǔn)確捕捉人體的脈搏波,放氣后的抓取器可牢牢抓住不倒翁而不會掉落。該設(shè)備還能用適當(dāng)力度壓在酥脆的玉米卷上,而不會壓碎它。
研究人員表示,這種可拉伸電子皮膚有望成為機械手的關(guān)鍵組件,能夠像人手一樣柔軟靈敏。它可應(yīng)用于醫(yī)療保健領(lǐng)域,例如,裝備這種皮膚的機器人能檢查病人脈搏、為病人擦拭身體或進行身體按摩。此外,還可用于災(zāi)難救援,讓這種機器人在地震或建筑物倒塌等災(zāi)難現(xiàn)場搜索傷者和被困者。
(編輯:月兒)