全球觀點：剛?cè)岵? 機器人穿上靈敏“皮膚”

柔性觸覺傳感器研究獲得新進展

歐陽桂蓮 科普時報記者 符曉波

廈門大學航空航天學院周偉教授團隊，在柔性觸覺傳感器研究領域取得重要進展。這意味著借助該傳感器機器人操作靈巧度將大幅提升。相關研究成果近日在《自然·通訊》上發(fā)表。

(資料圖)

讓智能機器人靈活自如地工作，減少與周圍環(huán)境不適應不協(xié)調(diào)，觸覺傳感器起著至關重要的作用。

機器人倒水如何實現(xiàn)？接觸杯子，開始倒水，判斷接水量，接幾分滿，送到指定位置，放下杯子……這些太平常不過的步驟對智能機器人而言卻是個考驗。當一款柔性傳感器貼附于機器人手臂時，機器人整個倒水的動態(tài)過程被精確地檢測到，使它做出連貫流暢的類人操作。

周偉介紹說，觸覺傳感器相當于智能機器人的“皮膚”，起著接收指令的重要作用，是執(zhí)行精準操作的前提。

目前在智能機器人動態(tài)力檢測應用中常使用的壓電式柔性觸覺傳感器，通過“皮膚”接收指令執(zhí)行操作的靈巧度并不盡如人意，為此，周偉教授團隊長期致力于研究靈敏度更高、類人感知的傳感器。

受節(jié)肢動物結構組成的啟發(fā)，周偉教授團隊提出構建一種仿生型柔性觸覺傳感器，能精確感知外界作用力大小和方向，實現(xiàn)超靈敏高頻動態(tài)力檢測。柔性的基體加上剛性的微結構，這一研究的關鍵在于利用新材料構建出這種類節(jié)肢動物“剛?cè)岵钡慕Y構。

周偉教授團隊成員、廈門大學航空航天學院機電工程系博士后張金惠介紹說，兩年來團隊一直在環(huán)氧樹脂、石蠟、聚二甲基硅氧烷、硅膠等材料中摸索，反復尋找最佳組合方案，最終摸索出完美融合的“剛?cè)岵苯Y構。這一成果為智能機器人“皮膚”提供了全新的工作模式，大大提升了智能機器人“皮膚”的靈敏度。

該研究成果提出的這種仿生型“剛?cè)岵比嵝杂|覺傳感器，不僅提升了柔性材料的力傳遞效率，而且顛覆了傳統(tǒng)壓電式柔性觸覺傳感器的工作模式，使傳感器靈敏度可達到理論極限值17倍，并具有線性檢測范圍和實時力方向識別的優(yōu)異性能。

周偉教授團隊介紹說，該成果為壓電式觸覺傳感器的深入研究提供了新方法和新思路，尤其對智能機器人建立類人的觸覺感知系統(tǒng)具有重要的理論研究價值和意義。

標簽： 觸覺傳感器 智能機器人 剛?cè)岵?/span>