那些藏在“电子皮肤”下的秘密

   日期:2020-04-10     来源:芯片街    浏览:16    评论:0    
核心提示:电子皮肤又称新型可穿戴柔性仿生触觉传感器,是一种可以让机器人产生触觉的系统,其结构简单,可被加工成各种形状,能像衣服一样
 电子皮肤又称新型可穿戴柔性仿生触觉传感器,是一种可以让机器人产生触觉的系统,其结构简单,可被加工成各种形状,能像衣服一样附着在设备表面,能够让机器人感知到物体的地点和方位以及硬度等信息。


生物皮肤:感受不同类型的压力(硬度);感受温度与热量;感受空气及水流;感受痛觉等(保护作用)。

电子皮肤:首先具备生物皮肤现有的功能;甚至具有生物皮肤不具备的功能:如感受声波,超声波,测量血压,心跳等更加先进的功能。


电子皮肤研发历史

早在2003年,日本东京大学的研究团队利用低分子有机物——并五苯分子制成薄膜,通过其表面密布的压力传感器,实现了电子皮肤感知压力。

时隔两年,该研究团队又在特殊塑料薄膜中重叠嵌入分别感知压力和温度的两组晶体管,在晶体管电线交叉的位置使用微传感器记录电流起伏,可判断出日常温度和每平方厘米300克以上的压力。

2009年底,飞利浦研究实验室宣布他们已经完成一项新的技术E-skin(电子皮肤),主要用于产品的外观装饰。电子皮肤是飞利浦正在进行的电子纸研究的一部分,利用这项技术可以对各种产品覆盖一层“变色皮肤”。

电子皮肤可以覆盖在各种设备上,不需要使用背光光源,它可以接受周围环境的光线来实现颜色适配和节能,在户外也能像油漆一样保持色彩明亮生动。这项新技术初期将用于手机、MP3等小型设备的外观增强。

而美国加州大学伯克利分校研究团队设计出的电子皮肤,可辨别更细微的压强,这种由聚合树脂和敏感橡胶覆盖锗硅混合纳米线制成的皮肤,可感知50克以下的细微压力。

随着尖端材料科学研究的深入,石墨烯、碳纳米等特殊材料因超轻薄、韧性强、电阻率小等优良特性,被科学家认为是电子皮肤的优良“基底”。例如,由我国研究人员使用碳纳米管传感器制成的高灵敏度皮肤,甚至可感知到20毫克蚂蚁的重量。

电子皮肤的作用

1、让烧伤病人不用忍受切肤之痛

皮肤作为人体最大的器官,其重要性不言而喻。对烧伤病人和肢体残疾人士来说,皮肤的不可修复性损坏给他们带来了身心伤害。而电子皮肤,能够帮助他们重获皮肤功能。

2、让机器人更智能

现有电子皮肤技术使机器人和机械假肢能够抓住和操作物体,识别表面纹理和硬度,感受物体的温度状况。然而在此之前电子皮肤可以同时非常灵敏地探测热量和不同类型的压力是很难实现的。


3、未来的可穿戴设备

电子皮肤,因为它跟皮肤一样又软又薄,可以轻易的把它贴在身体上,能够测量出人体的含氧量,用于其他生理体征的监测,让智能手环成为过去。


 
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