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“电子皮肤”感知度远超人类

2022-04-22 智慧生活
        电子皮肤在分辨食物   所谓“电子皮肤”,即为借助柔性电子技术制造像人体皮肤的电子器件。   我们不妨将手伸向身旁的任意一个物体,很快就能感觉到物体的硬度、形状、温度。如果能通过柔性电子技……

  “电子皮肤”感知度远超人类

  “电子皮肤”感知度远超人类

  电子皮肤在分辨食物

  所谓“电子皮肤”,即为借助柔性电子技术制造像人体皮肤的电子器件。

  我们不妨将手伸向身旁的任意一个物体,很快就能感觉到物体的硬度、形状、温度。如果能通过柔性电子技术实现对的物体性质的感知,我们就有可能建立起一套“机械化”的触觉感知系统,还能进一步让机器人产生触觉或帮助触觉失灵的人重获触觉。

  麻省理工学院的科研人员设计出一种低成本的可伸缩触觉手套,上面分布着548个压阻型压力传感器,每个传感器可感知到的压力数值都能被详细记录下来。他们利用这个手套抓握了杯子、勺子、笔、石头等物体,记录手套抓握的数据,并录制视频,然后利用这些数据训练深度学习网络,从而鉴定出不同的物体。

  电子皮肤最直接的应用就是智能机器人。机器人拥有触觉后,就能更充分、精准地读取环境中的压力信号,从而行动会更为精准、多样、有效,比如,现在的机器人缺乏对物体精确的力量反馈,不能对小尺寸、柔软的物体实行精准抓握和操纵。而电子皮肤则可提供精细的力学反馈,帮助未来的机器人完成准确的抓握和操纵任务。如果能把电子皮肤应用在失去触觉的人,如高位截瘫或皮肤大面积烧伤的患者身上,他们就可以重获触觉,继续享受美好生活。

  中国科学院深圳先进技术研究院鲁艺研究员团队合成了一种新型超柔软导电聚合物,对微小的形变非常敏感。以该聚合物为材料制作柔性压力传感器,将传感器放置在手腕上,不仅成功采集了桡动脉脉搏信号,还能清晰分辨每个脉搏波形的特征峰。这些高精度的波形信号可进一步用于心血管疾病的诊断和监测。

  人们还能借助其他物理化学原理来让电子皮肤具备更多功能,比如,针对外界环境而言,电子皮肤可被用来感知阳光中紫外线的强度、湿度等。针对人体自身而言,电子皮肤可无创地监测体液中血糖等生理指标信息,采集脑电、肌电和心电信息等。

  这些电子皮肤同样给人无限的遐想空间。借助计算机、机器人技术的发展,未来的机器人可以拥有多维度的感知能力和更丰富的任务执行力。

  叶丰明