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日本发明电子皮肤,让机器人触觉更灵敏

2004-07-05 17:40 梦飞 新浪科技 阅读 0
核心摘要: 日本东京大学科学家染谷高雄发明了一种几乎与真人皮肤一样敏感的电子皮肤,由橡胶聚合物和导电石墨组成,利用并五苯有机材料制造晶体管,使机器人触觉更灵敏。该技术可应用于体育、安全、医药等领域,如压力敏感地毯监测老人跌倒、体育场监测运动员表现等。

日本科学家开发出了一种几乎与真人皮肤一样敏感的电子“皮肤”,使机器人的触觉变得更加成熟。发明者表示,这种对压力非常敏感的电子皮肤还可应用于体育、安全等领域。

电子皮肤的发明者、东京大学的科学家染谷高雄认为,触觉感知对未来的机器人至关重要。触觉可以帮助它们识别物体、完成更复杂的任务,并避免碰撞。然而,当前的研究更多关注机器人的视觉和听觉,而相对忽视了触觉的发展。

要让人造的电子皮肤拥有真实的触觉,不仅需要让它能够感受到触碰,还要知道触碰来自何处。因此,需要在皮肤表面布满一整层个体传感器,当被触摸挤压时,每个传感器都能发送信号。

染谷发明的电子皮肤由一层橡胶聚合物组成,其中加入了导电石墨薄片。当受到触碰时,其电阻会发生变化,这些变化立即被藏在皮肤表层下面的一系列晶体管检测到。

主要的困难在于让这个装置的反应变得像真人皮肤一样灵活,并最终能够穿在机器人的手臂上。传统微型芯片的晶体管由硅材料制成,坚硬易碎。但染谷和同事使用一种名为并五苯的柔软有机材料代替制造晶体管。电子皮肤的传感器系统由32×32的软材料晶体管方阵组成,每个晶体管面积为2.5平方毫米。科学家希望未来能制造出比这还小100倍的晶体管。这种电子皮肤能够被大幅度弯折而不会破坏晶体管,甚至将其包裹在直径2毫米的棒上仍能继续工作。

当然,人类皮肤的触觉不仅仅是感受触摸挤压,还能感知温度和湿度等。日本科学家希望为他们的人造皮肤增加更多功能,并使其更具弹性。目前,这种电子皮肤更像一张纸,能够弯折但没有弹性。

哈佛大学专门研究机器人触觉的罗伯特·豪认为这非常困难,并对电子皮肤的影响持保留意见,认为大多数类似设计都未能走出实验室。

但染谷对自己的发明充满自信。他说,除了用于机器人,该电子装置还可应用于体育、安全或医药等行业。例如,压力敏感地毯可以区分陌生人和家庭成员,或通知老人是否摔倒;体育场装上触觉敏感垫,能够监测运动员的表现;安装在汽车上的敏感垫还能监测驾驶员的状态。

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