针对假肢的特殊敏感电子皮肤
机器人和假肢装置可能很快有相当于或更好的人类皮肤与异步编码电子皮肤(ACES),由助理教授Benjamin Tee及其团队从Nus材料科学和工程组成的人造神经系统。新型电子皮肤系统具有超高响应性和稳健性,可以与任何类型的传感器皮肤层配对,以有效地作为电子皮肤发挥作用。
“人类利用我们的触摸感,几乎每天的每日任务都完成,例如拿起一杯咖啡或制作握手。如果没有它,我们甚至会在走路时失去我们的平衡感。同样,机器人需要有一种触摸,以便与人类更好地互动,但今天的机器人仍然无法感受到对象,“凯斯特教授TEE解释一下,一直在十年内致力于给予电子皮肤技术机器人和假肢设备更好的触感。
从人类感官神经系统中汲取灵感,Nus团队花了一年时间和一个半开发一个可能表现更好的传感器系统。虽然ACE电子神经系统检测人体传感器神经系统等信号,但与人体皮肤中的神经束不同,它由通过单个电导线连接的传感器网络组成。它也与现有的电子皮肤不同相互链接的布线系统,可以使它们对损坏敏感并且难以扩展。
在Tee教授说,“人类感官神经系统非常有效,尤其是我们常常将其视为理所当然的程度,”人类感官神经系统非常有效。损坏也是非常强大的。例如,当我们遭受削减时,我们的联系感不会受到影响。如果我们可以模仿我们的生物系统如何运作并使其更好,我们可以为电子皮肤主要应用的机器人学领域带来巨大进步。“
Aces可以比人类感官神经系统更快地检测触摸超过1000倍。例如,它能够在小于60纳秒的不同传感器之间区分物理接触 - 对于电子皮肤技术的最快实现最快 - 即使具有大量的传感器。支持ACES的皮肤还可以准确地识别10毫秒内物体的形状,质地和硬度,比眨眼更快地速度十倍。这是通过ACES系统的高保真度和捕获速度实现的。
ACES平台也可以设计成对物理损坏的高稳健性,电子皮肤的重要属性,因为它们与环境频繁地接触。与用于互连现有电子皮肤中的传感器的电流系统不同,ACE中的所有传感器都可以连接到每个传感器的公共电导体独立。这允许支持ACE的电子皮肤继续运行,只要传感器和导体之间存在一个连接,使它们更容易受到损坏。
机器人和假肢的智能电子皮肤
即使越来越多的传感器,ACE也具有简单的布线系统和显着的响应性。这些关键特性将促进机器人,假肢设备和其他人机接口中人工智能应用的智能电子皮肤的扩大。“可扩展性是一个批判性考虑因素,因为凯特教授解释说明了覆盖机器人和假体装置的相对大的表面区域。“ACE可以容易地与任何类型的传感器皮肤层配对,例如,设计用于感测温度和湿度的那些,以创造高性能的ACES的电子皮肤,具有出色的触摸感,可用于各种目的,“ 他加了。
例如,asst教授的团队最近也开发了具有透明,自愈和防水传感器皮肤层的配对aces,造成了一种可以自修复的电子皮肤,如人体皮肤。这种类型的电子皮肤可用于开发更现实的假肢肢体,这将有助于残疾人恢复他们的触感。
来源:新加坡国立大学