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日本發(fā)明電子皮膚 讓機(jī)器人變得更敏感 (2004-07-05)

發(fā)布時(shí)間:2007-12-04 作者: 來(lái)源:新浪科技 瀏覽:1837
由橡膠、導(dǎo)電石墨和新型晶體管組成的電子皮膚,它使機(jī)器人的觸覺(jué)變得更為靈敏。 日本科學(xué)家開(kāi)發(fā)出了一種幾乎跟真人皮膚一樣敏感的電子“皮膚”,使機(jī)器人的觸覺(jué)變得越來(lái)越成熟。發(fā)明者表示這種對(duì)壓力非常敏感的電子皮膚還可被應(yīng)用到體育、安全等領(lǐng)域。   電子皮膚發(fā)明者東京大學(xué)的科學(xué)家染谷-高雄認(rèn)為,觸覺(jué)感知對(duì)未來(lái)的機(jī)器人來(lái)說(shuō)是非常重要的。觸覺(jué)可以幫助它們識(shí)別物體,完成更復(fù)雜的任務(wù),并且避免碰撞。但是,當(dāng)前更多的研究關(guān)心機(jī)器人視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的發(fā)展,而相對(duì)忽視了發(fā)展機(jī)器人的觸覺(jué)。   要讓人造的電子皮膚有真實(shí)的觸覺(jué),不僅需要讓它能夠感受到觸碰,還要知道觸碰來(lái)自于哪兒。所以需要在皮膚表面布滿(mǎn)一整層的個(gè)體傳感器,當(dāng)被觸摸擠壓時(shí),每一個(gè)都能發(fā)送信號(hào)。   染谷發(fā)明的電子皮膚由一層橡膠聚合體組成,里面加入電傳感石墨薄片。當(dāng)受到觸碰的時(shí)候,它的電阻會(huì)發(fā)生變化,這些變化立即被藏在皮膚表層下面的一系列晶體管察覺(jué)到。   主要的困難在于讓這個(gè)裝置的反應(yīng)變得像真人皮膚一樣靈活,最終能夠穿在機(jī)器人的手臂上。傳統(tǒng)微型芯片的晶體管是由硅材料制成的,堅(jiān)硬易碎。但是染谷和同事使用一種叫做并五苯的柔軟的有機(jī)材料代替制造晶體管。電子皮膚的傳感器系統(tǒng)由32*32的軟材料晶體管方陣組成,每個(gè)2.5平方毫米??茖W(xué)家希望能夠造出比這還小100倍的晶體管出來(lái)。這種電子皮膚能夠被大幅度彎折而不會(huì)破壞晶體管,甚至把它包在2毫米直徑的棒上仍能繼續(xù)工作。   當(dāng)然,我們?nèi)说钠つw的觸覺(jué)不僅僅是感受觸摸擠壓,我們還能覺(jué)察溫度和濕度等。日本科學(xué)家希望為他們的人造皮膚加上更多的功能,他們還想讓它變得更有彈性,現(xiàn)在它們更像一張紙,能夠彎折但沒(méi)有彈性。   哈佛大學(xué)專(zhuān)門(mén)研究機(jī)器人觸覺(jué)的羅伯特-豪認(rèn)為這非常困難,他還對(duì)電子皮膚的影響持保留意見(jiàn),認(rèn)為大多數(shù)類(lèi)似的設(shè)計(jì)都沒(méi)有走出實(shí)驗(yàn)室。   但染谷對(duì)自己的發(fā)明充滿(mǎn)自信。他說(shuō),除了用于機(jī)器人,他發(fā)明的電子裝置還可以應(yīng)用到體育、安全或醫(yī)藥等行業(yè)。他舉例說(shuō),一個(gè)壓力敏感地毯可以區(qū)別陌生人和家庭成員,或者通知老人是否倒在了地上;體育場(chǎng)裝上觸覺(jué)敏感墊,能夠監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn);安裝在汽車(chē)上的敏感墊還能夠監(jiān)測(cè)駕駛員的狀態(tài)。
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