电子皮肤:工程师模仿手来制造更好的传感器

这项工作可以帮助严重受伤的人，如士兵，重新获得控制自己动作的能力，并有助于智能机器人的发展。“电子皮肤宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学学系的早期职业教授Dorothy Quiggle说:“人类的手是惊人的，这就是我们试图模仿的。”“我们如何捕捉纹理和力量?那么，多年的进化使指尖变得如此敏感呢?我们正试图重现这种生物和动态过程，使物体的行为与人手类似。”

双模的传感器测量运动的大小和负荷，如挥动网球拍的努力，以及速度，持续时间和方向。诀窍在于解耦这个测量，并理解不同的参数是如何相互影响的。

例如，在网球拍上轻轻拍打一个网球需要不同的输入，而不是向对手发球。当一个戴着假肢的人需要区分拿着鸡蛋还是拿着西瓜时，这些变量也会发挥作用。“我们可以应用这些传感器来帮助人们捕捉压力、弯曲等的大小，”程说。“我们也可以使用这些传感器柔软的机器人操纵精致的物体，比如抓鱼，甚至在灾难发生时，它们可能需要爬进不规则的空间，移动碎片。”

程说，这些数据是由压电和压阻信号之间的协同作用产生的。压电信号测量外力(如压力)来产生电荷，而压阻信号则减轻电流。 双模式传感器被夹在一起，内部的两层金字塔状的微结构彼此面对。微结构测量量值和持续时间从压阻层测量，动态加载速率和方向从压电层测量。这种协同效应允许在较宽的压力和频率范围内具有较高的灵敏度，这意味着研究人员可以精确测量模仿特定动作所需的力和灵活性。“我们结合了最好的模型和传感器来创造新的东西，”程说。

这项研究发表在纳米能量．