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新型軟體傳感器——不斷進化的機器人軟皮膚

時間:2023-11-06

來源:OFweek機器人網

導語:當這種傳感器皮膚被應用于假肢或機器人的肢體表面時,它可以為機器人提供了觸摸靈敏度和靈活性,從而使機器能夠執行以前難以實現的任務,例如輕松地撿取軟水果等。

  最近,一種智能、可拉伸和高度靈敏的新型軟體傳感器已經問世,有望成為機器人的新皮膚,他的到來使機器人外表和機器假肢等應用上帶來新的變化,這是來自最早的人形機器人研發商之一的本田與不列顛哥倫比亞大學共同開發的全新產品。

  當這種傳感器皮膚被應用于假肢或機器人的肢體表面時,它可以為機器人提供了觸摸靈敏度和靈活性,從而使機器能夠執行以前難以實現的任務,例如輕松地撿取軟水果等,同時由于軟體傳感器的觸感特性與人類皮膚相似,有助于使機器人與人類之間的互動更加安全和逼真。

  不列顛哥倫比亞大學(University of British Columbia)簡稱UBC,是歐洲機器人研究的前沿學府之一,UBC團隊與本田研究所的Frontier Robotics合作開發了這項技術。本田自20世紀80年代以來一直在人形機器人領域進行創新,并開發了著名的ASIMO機器人,以及其他輔助行走設備和新興的本田阿凡達機器人。

  該傳感器由硅橡膠制成,這種材料在電影特效中常用于制作皮膚材質,其獨特設計使其能夠像人類皮膚一樣彎曲和起皺。傳感器利用弱電場來感知物體,即使是在遠處,就像觸摸屏一樣。但與傳統觸摸屏不同的是,這種傳感器非常柔軟,能夠檢測物體進入和沿其表面的力量。這一獨特的組合是實現與人類互動的機器人所必需的。

  該傳感器利用來自四個可變形電容器的信號的總和和差異來區分同時施加的法向力和剪切力。剪切力與法向力的串擾小于 2.5%,剪切軸之間的串擾小于 10%。法向應力和剪切應力靈敏度分別為 0.49 kPa 和 0.31 kPa,最小位移分辨率為 40 μm。此外,手指接近度的檢測范圍可達 15 毫米。

  這項研究的主要作者之一,Frontier公司的首席工程師石崎龍介表示:“UBC的馬登博士實驗室在柔性傳感器領域具有豐富的專業知識,我們很高興能與他們合作開發這種適用于機器人的觸覺傳感器技術?!?/p>

  研究人員指出,這種新型傳感器的制造相對簡單,因此可以輕松擴展以覆蓋大面積并進行大規模生產。馬登博士強調,傳感器和智能技術的不斷發展使得機器人變得更加強大和逼真,人們能夠更多地與它們協作和互動。

  然而,軟體傳感器的作用遠不止這點,馬登博士表示:“人類皮膚上的感知點比我們目前的技術多100倍,這使得機器人執行更精細的任務,例如點燃火柴或進行縫紉,變得更容易。隨著傳感器越來越接近人類皮膚的特性,還能夠檢測溫度和損傷,機器人需要更加智能地理解要關注哪些傳感器以及如何做出響應。傳感器和人工智能的發展需要同步推進。”

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