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人造毛發(fā)傳感器 讓機(jī)器人觸感更敏銳
2016-12-06
核心提示：導(dǎo)讀：據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，或許有一天機(jī)器人也能夠感覺到微風(fēng)拂面，你相信嗎?隨著研究人員研發(fā)機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)一步深入，其也正在努力尋求如何打造像真實(shí)皮膚一樣的功能。事實(shí)上，對(duì)于我們?nèi)祟悂碚f，皮膚不僅僅是保護(hù)我們免受微塵和細(xì)菌侵襲的屏障，也是感受外界環(huán)境變化的傳感器。通過皮膚的感覺，我們既能感受微風(fēng)拂面之輕，也更清楚外力打擊之痛，我們能感受到冷熱變化、干燥潮濕或是光滑粗糙。中國(guó)哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)教授何曉
導(dǎo)讀：據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，或許有一天機(jī)器人也能夠感覺到微風(fēng)拂面，你相信嗎?隨著研究人員研發(fā)機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)一步深入，其也正在努力尋求如何打造像真實(shí)皮膚一樣的功能。事實(shí)上，對(duì)于我們?nèi)祟悂碚f，皮膚不僅僅是保護(hù)我們免受微塵和細(xì)菌侵襲的屏障，也是感受外界環(huán)境變化的傳感器。通過皮膚的感覺，我們既能感受微風(fēng)拂面之輕，也更清楚外力打擊之痛，我們能感受到冷熱變化、干燥潮濕或是光滑粗糙。
中國(guó)哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)教授何曉東以及其同事在這方面進(jìn)行了創(chuàng)新，他們研發(fā)的新技術(shù)能夠模仿人體表面的細(xì)微毛發(fā)，人類正是通過這些毛發(fā)將感覺信息傳遞到皮膚神經(jīng)。相關(guān)研究發(fā)表在新一期的國(guó)際著名雜志《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)應(yīng)用材料與界面》上。
研究人員采用30微米的細(xì)線代替毛發(fā)，他們?cè)诠柚鹉z中嵌入一排細(xì)微電線，這排電線的作用就是給人造皮膚帶來外界信息。
當(dāng)然，這種電線并不會(huì)像真實(shí)的毛發(fā)那樣感覺壓力或運(yùn)動(dòng)變化。其通過位移來對(duì)外界環(huán)境變化做出判斷。電線本身帶有少量電荷，會(huì)形成一個(gè)小型磁場(chǎng)。當(dāng)一個(gè)或者多個(gè)電線被移動(dòng)時(shí)，其周圍磁場(chǎng)就會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。
研究人員發(fā)現(xiàn)，這種設(shè)備的靈敏度非常高，甚至能夠檢測(cè)到一只蒼蠅。其也能夠檢測(cè)到物體從表面劃過，甚至可以感覺到輕微的風(fēng)。
研究人員指出，創(chuàng)新的關(guān)鍵在于所選擇的電線材質(zhì)。研究人員此前使用碳納米管來制造人造毛發(fā)，但效果并不理想。而此次研究團(tuán)隊(duì)使用由導(dǎo)電鈷合金制成的玻璃包線。這種材質(zhì)的電線韌性較高，能夠隨意打結(jié)且不會(huì)斷裂。該研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這種材料的耐用性和經(jīng)濟(jì)性足以使其能夠在現(xiàn)實(shí)世界中普及。
該研究成果能夠用于傳感假肢或是相應(yīng)的醫(yī)療保健設(shè)備。在一封電子郵件中，研究人員稱他們嘗試將傳感器連接至機(jī)器人手臂，模仿人類的手指。這對(duì)于仿生機(jī)器人有重要作用，可以幫助其判斷何時(shí)該緊緊抓住或拿起東西。此外，研究人員稱他們正在努力縮小整個(gè)傳感器設(shè)備的尺寸，目前其有2英寸長(zhǎng)。
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