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新的皮肤传感器几乎适用于任何地方
2023年07月18日 由 Samoyed 发表
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慕尼黑工业大学(TUM)慕尼黑机器人与机器智能研究所(MIRMI)的研究人员开发了一种制造软传感器的自动化工艺。这些通用测量单元可以连接到几乎任何种类的物体上。其应用领域主要是机器人和假肢。
Sonja Groß说“探测和感知我们的环境对于理解如何有效地与之互动至关重要，”。与对象交互的一个重要因素是它们的形状。“这决定了我们如何完成某些任务，”来自慕尼黑工业大学机器人与机器智能研究所(MIRMI)的研究人员说。此外，物体的物理性质，如硬度和柔韧性也会影响我们如何抓取和操纵它们。
机器人技术和假肢的终极目标是逼真地模拟人的感觉运动技能，比如人类的手。在机器人技术中，力和扭矩传感器已经集成到大多数设备中。这些测量传感器为机器人系统（如人造手）与其周围环境的相互作用提供有价值的反馈。然而，传统传感器在定制的可能性方面受到限制。它们也不能任意附着在物体上。简而言之：到目前为止，还没有为任意形状和大小的刚性物体生产传感器的工艺。
这是Sonja Groß和Diego Hidalgo研究的起点，他们现在在伦敦的ICRA机器人会议上展示了他们的研究成果。与其他传感器的不同之处在于，它是一种柔软的、类似皮肤的材料，可以包裹住物体。该研究小组还开发了一个框架，使这种皮肤的生产过程在很大程度上自动化。“我们使用软件来构建感官系统的结构，”Hidalgo说。“然后，我们将这些信息发送到制造软传感器的3D打印机。”
打印机将一种导电的黑色浆料注入液态硅中。硅胶会变硬，但黑色浆料被硅胶包裹，保持液态。当传感器被挤压或拉伸时，它们的电阻会发生变化。“这告诉我们施加在表面上的压缩或拉伸力有多大。通过检测传感器的电阻变化，我们可以量化物体与人工手之间的力的互动，从而改善人工手的控制和操作。”Hidalgo解释说。
他们的工作与众不同之处在于，嵌入在硅中的传感器可以根据接触的表面（如手指或手）进行调整，并且仍然可以提供精确的数据，用于与环境的相互作用。
MIRMI执行主任Sami Haddadin教授说：“将这些柔软的皮肤传感器集成到3D物体中，为人工智能中的高级触觉传感开辟了新的途径。”传感器可以实时提供有关压缩力和变形的宝贵数据，从而提供即时反馈。这扩大了对物体或机械手的感知范围，促进了更复杂和敏感的交互。
Haddadin解释说：“这项工作有可能为机器人、假肢和人机交互等行业带来一场全面的革命，因为它可以为任意物体和机器创造无线和可定制的传感器技术。”
来源：https://techxplore.com/news/2023-07-skin-like-sensors.html#google_vignette
Sonja Groß说“探测和感知我们的环境对于理解如何有效地与之互动至关重要，”。与对象交互的一个重要因素是它们的形状。“这决定了我们如何完成某些任务，”来自慕尼黑工业大学机器人与机器智能研究所(MIRMI)的研究人员说。此外，物体的物理性质，如硬度和柔韧性也会影响我们如何抓取和操纵它们。
机器人技术和假肢的终极目标是逼真地模拟人的感觉运动技能，比如人类的手。在机器人技术中，力和扭矩传感器已经集成到大多数设备中。这些测量传感器为机器人系统（如人造手）与其周围环境的相互作用提供有价值的反馈。然而，传统传感器在定制的可能性方面受到限制。它们也不能任意附着在物体上。简而言之：到目前为止，还没有为任意形状和大小的刚性物体生产传感器的工艺。
首次提出了软传感器的新框架
这是Sonja Groß和Diego Hidalgo研究的起点，他们现在在伦敦的ICRA机器人会议上展示了他们的研究成果。与其他传感器的不同之处在于，它是一种柔软的、类似皮肤的材料，可以包裹住物体。该研究小组还开发了一个框架，使这种皮肤的生产过程在很大程度上自动化。“我们使用软件来构建感官系统的结构，”Hidalgo说。“然后，我们将这些信息发送到制造软传感器的3D打印机。”
打印机将一种导电的黑色浆料注入液态硅中。硅胶会变硬，但黑色浆料被硅胶包裹，保持液态。当传感器被挤压或拉伸时，它们的电阻会发生变化。“这告诉我们施加在表面上的压缩或拉伸力有多大。通过检测传感器的电阻变化，我们可以量化物体与人工手之间的力的互动，从而改善人工手的控制和操作。”Hidalgo解释说。
他们的工作与众不同之处在于，嵌入在硅中的传感器可以根据接触的表面（如手指或手）进行调整，并且仍然可以提供精确的数据，用于与环境的相互作用。
机器人技术的新道路
MIRMI执行主任Sami Haddadin教授说：“将这些柔软的皮肤传感器集成到3D物体中，为人工智能中的高级触觉传感开辟了新的途径。”传感器可以实时提供有关压缩力和变形的宝贵数据，从而提供即时反馈。这扩大了对物体或机械手的感知范围，促进了更复杂和敏感的交互。
Haddadin解释说：“这项工作有可能为机器人、假肢和人机交互等行业带来一场全面的革命，因为它可以为任意物体和机器创造无线和可定制的传感器技术。”
来源：https://techxplore.com/news/2023-07-skin-like-sensors.html#google_vignette
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