可拉伸電子皮膚實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定壓力傳感
科技日報(bào)北京5月5日電 （記者張佳欣）現(xiàn)有的電子皮膚會隨材料拉伸而降低傳感精度。美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校研究人員開發(fā)出一種新型可拉伸電子皮膚，解決了這項(xiàng)新興技術(shù)的一個(gè)主要難題。這種電子皮膚很有彈性，為機(jī)器人和其他設(shè)備提供類似人類皮膚的柔軟度和觸摸靈敏度，有助其執(zhí)行需要極高精度和控制力的任務(wù)。研究論文發(fā)表在最新一期《物質(zhì)》雜志上。
研究人員表示，電子皮膚就像人類皮膚一樣可以伸展和彎曲，以適應(yīng)人體運(yùn)動(dòng)。新開發(fā)的電子皮膚無論拉伸到何種程度，其壓力反應(yīng)都保持不變。這是該技術(shù)的一項(xiàng)重大成就。
電子皮膚技術(shù)可以感知接觸帶來的壓力，讓連接的機(jī)器知道需要使用多大力，例如在抓取杯子或與人接觸時(shí)。但是，當(dāng)傳統(tǒng)的電子皮膚被拉伸時(shí)，讀數(shù)會受到影響并產(chǎn)生誤差，影響傳感器感知壓力的能力，這可能導(dǎo)致機(jī)器人過度用力。
此次研究的關(guān)鍵是一種創(chuàng)新的混合響應(yīng)壓力傳感器。傳統(tǒng)電子皮膚要么是電容式的，要么是電阻式的，而混合響應(yīng)電子皮膚則同時(shí)采用了兩種壓力響應(yīng)。研究人員完善了這些傳感器，并將它們與可拉伸絕緣材料和電極材料相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了電子皮膚的創(chuàng)新。
在演示中，研究人員利用電子皮膚的可伸縮性，制造了可改變形狀的充氣探頭和抓取器，執(zhí)行各種基于觸摸的敏感任務(wù)。例如，用充氣皮膚包裹的探頭能準(zhǔn)確捕捉人體的脈搏波，放氣后的抓取器可牢牢抓住不倒翁而不會掉落。該設(shè)備還能用適當(dāng)力度壓在酥脆的玉米卷上，而不會壓碎它。
研究人員表示，這種可拉伸電子皮膚有望成為機(jī)械手的關(guān)鍵組件，能夠像人手一樣柔軟靈敏。它可應(yīng)用于醫(yī)療保健領(lǐng)域，例如，裝備這種皮膚的機(jī)器人能檢查病人脈搏、為病人擦拭身體或進(jìn)行身體按摩。此外，還可用于災(zāi)難救援，讓這種機(jī)器人在地震或建筑物倒塌等災(zāi)難現(xiàn)場搜索傷者和被困者。
