具有可拉伸能力的“皮肤”传感器,让机器人有人类的感觉

具有可拉伸能力的“皮肤”传感器,让机器人有人类的感觉_人工智能_AI+


手套与SLIMS传感器集成在一起。


说可伸缩传感器可以改变软机器人的功能和感觉,这并不夸张。事实上,他们将能感受到很多。


康奈尔大学的研究人员创造了一种结合低成本LED和染料的光纤传感器,从而形成了可拉伸的“皮肤”,可检测压力,、曲和应变等变形。这种传感器可以让软机器人系统(以及任何使用增强现实技术的人)有能力感受丰富的触觉,就像哺乳动物在自然世界中一样。


由机械和航空航天工程副教授罗布·谢泼德(Rob Shepherd)领导的研究人员正在致力于将物理疗法和运动医学的技术商业化。


他们的论文《可拉伸分布式光纤传感器》发表在《科学》杂志上。该论文的共同主要作者是博士生Hedan Bai和Shuo Li。


Bai从基于二氧化硅的分布式光纤传感器中汲取了灵感,并开发了用于多模式传感(SLIMS)的可拉伸光导。该长管包含一对聚氨酯弹性体芯。一个核心是透明的;另一个在多个位置填充有吸收染料,并连接到LED。每个核心与一个红-绿-蓝传感器芯片耦合,以记录光路的几何变化。


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手套与SLIMS传感器集成在一起。


研究人员设计了一种3D打印手套,每个手指都有一个SLIMS传感器。该手套由锂电池供电,并配备了蓝牙,因此可以将数据传输到Bai设计的基本软件,从而实时重建手套的运动和变形。


Shepherd说:“目前,感知主要是通过视觉来完成的。在现实生活中,我们几乎从未测量过触觉。这种皮肤是一种让我们自己和机器测量触觉互动的方式,就像我们现在使用手机上的摄像头一样。它用视觉来测量触觉。这是最方便、最实用的可扩展方式。”


Bai和Shepherd正在与康奈尔大学技术许可中心合作,为该技术申请专利,并着眼于在物理治疗和运动医学方面的应用。这两个领域都利用了运动跟踪技术,但到目前为止还缺乏捕捉力的相互作用的能力。


具有可拉伸能力的“皮肤”传感器,让机器人有人类的感觉_人工智能_AI+


具有离散/渐变染料图案的可拉伸DFOS,可拉伸/扭曲/弯曲。


研究人员还在研究SLIMS传感器提升虚拟和增强现实体验的方法。


Shepherd说:“VR和AR沉浸感基于动作捕捉。触碰几乎不存在,假设您想进行增强现实仿真,以教您如何修理汽车或更换轮胎。如果您戴着手套或可以测量压力以及运动的东西,那么增强现实可视化可能会说:‘转身然后停下来,这样你就不会把螺母拉得太紧了。’目前还没有这样的技术,但这是一个实现这一目标的途径。”

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