机器人被赋予“更精确的触觉”

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据美国发明者介绍,一项新的触摸感应技术可能会使人造皮肤像人类指尖一样灵敏。

佐治亚理工学院的研究人员开发出了压电晶体管——一种将压力转化为电信号的电子元件——他们说,这可以让机器人拥有更准确的触觉。

佐治亚理工学院的王忠林教授在一份声明中说:“这是一项全新的技术,可以让我们直接通过机械搅拌来控制电子设备。”

佐治亚理工学院研究员吴文卓(音)手持一组压电晶体管,能够将机械运动直接转换为电子控制信号。阵列是在柔性衬底上制造的
佐治亚理工学院研究员吴文卓(音)手持一组压电晶体管,能够将机械运动直接转换为电子控制信号。阵列是在柔性衬底上制造的

“这一技术可以广泛应用于机器人、MEMS、人机界面以及其他涉及机械变形的领域。”

他补充说:“任何机械运动,比如机器人手臂或手指的运动,都可以转化为控制信号。”这将使人造皮肤更智能,更像人类皮肤。它能让皮肤感受到表面的活动。”

与目前测量电阻变化的触摸传感器不同,这种被称为“taxels”的新型晶体管由大约1500根垂直排列的纳米线束组成,这些纳米线由氧化锌制成,在施加压力时可以发电。

紫杉树排列成透明且灵活的阵列,这使得它们可以用于触摸板或其他设备上进行指纹识别。

研究人员表示,通过记录签名的速度和压力以及形状,这项技术还可以在触摸板上创建更安全的电子签名。

这些紫杉醇以8000多个紫杉醇阵列的形式聚集在两个铟锡氧化物电极之间,电极上覆盖着一层金。然后在阵列上涂上一层薄薄的聚合物聚对二甲苯,以防止潮湿和腐蚀。

这些阵列的密度为每英寸234个像素,产生的分辨率优于100微米,这意味着传感器能够检测低至10千帕的压力变化,与人类皮肤的压力变化相当。

未来的工作将包括用单根纳米线而不是束来生产紫杉醇阵列,并将该阵列集成到CMOS硅器件上。Wang说,使用单根导线可以将阵列的灵敏度提高至少三个数量级。

这项研究发表在《科学》杂志上。该项目由美国国防高级研究计划局(DARPA)、美国国家科学基金会(NSF)、美国空军(USAF)、美国能源部(DOE)和中国科学院知识创新计划赞助。