日本發明電子皮膚 讓機器人變得更敏感 (2004-07-05)
發布時(shí)間:2007-12-04
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來源:新浪科技
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由橡膠、導電石墨和新型晶體管(guǎn)組成的電子皮膚,它使機器人(rén)的觸覺變得更為靈敏。
日本科學家開發出了一種幾乎跟真人皮膚一樣敏感的電子“皮膚”,使機器人(rén)的觸覺變得越來越成熟。發明者表(biǎo)示這種對(duì)壓力非常敏感的電子皮膚還可被(bèi)應用到體育、安全等領(lǐng)域。
電子皮膚發明者(zhě)東京大學(xué)的科學(xué)家(jiā)染穀-高雄認為,觸覺感知對未來的機器人來(lái)說是非常重要的。觸覺可以幫助它(tā)們(men)識別物體,完成更複雜的任務,並且避免碰(pèng)撞。但是,當前更多(duō)的研究關心機器人視(shì)覺和聽覺的發展,而相對(duì)忽視了發展機器人的觸覺。
要讓人造的(de)電子(zǐ)皮膚有真實的觸覺(jiào),不僅需要讓(ràng)它能夠感受到觸碰,還要知道觸碰來自於哪兒。所以需要在(zài)皮膚表(biǎo)麵布滿一整層的個體傳感器,當被觸摸擠壓(yā)時,每一個(gè)都能(néng)發送信號。
染穀發明的電子皮膚由一層橡膠聚合體組成,裏麵加入電傳感石墨薄片。當受到觸碰的時候,它的電阻會發生變化(huà),這些變(biàn)化立即被藏在(zài)皮膚表層(céng)下麵的一(yī)係列晶體管察覺到。
主要的困難在於讓這個裝置(zhì)的反應變得像真人皮膚一樣靈活,最終(zhōng)能夠穿在機器(qì)人的手(shǒu)臂上。傳統微型(xíng)芯片的晶(jīng)體管是由矽材料製成的,堅硬易碎。但是染穀和同事使用一種叫做並五苯的柔軟的(de)有機材料(liào)代替製造晶體管。電子皮(pí)膚的傳感器係統由32*32的軟材料晶體管方陣組成,每個2.5平方毫米。科(kē)學家(jiā)希望能夠造出比這還小100倍的晶體管出來。這種電子皮膚(fū)能夠被大幅度彎折而不會破壞晶體管,甚至(zhì)把它包在2毫米直徑的棒上仍能(néng)繼續工(gōng)作。
當然,我們人的皮膚的觸覺不僅僅是感(gǎn)受觸摸擠壓,我們還能覺察溫(wēn)度和(hé)濕度(dù)等。日本科學家希望為他(tā)們的人造皮膚加上更多的(de)功能,他們還想讓它變得更有彈性(xìng),現在它們更(gèng)像一張紙,能夠彎折但沒有彈性。
哈(hā)佛大學專門研究機(jī)器(qì)人觸(chù)覺的(de)羅伯特-豪認為這非常困難,他還對電子皮膚的影響持保留意見,認為大多數類似的設計都沒有走出實驗室。
但(dàn)染穀對自己的發明充(chōng)滿自信。他說,除了用於機器(qì)人,他發明的電子裝置還可(kě)以應用到體(tǐ)育(yù)、安全(quán)或醫(yī)藥等行業。他舉(jǔ)例說,一個壓力敏感地毯可以區別(bié)陌生人(rén)和家庭成員,或(huò)者通知老人是否倒在了地上;體育場裝上觸覺敏感(gǎn)墊,能夠監測運動員的表現;安裝在汽車上的敏(mǐn)感墊還(hái)能夠監測駕駛員(yuán)的狀態。