日本發(fā)明電子皮膚 讓機器人變得更敏感 (2004-07-05)
發(fā)布時間:2007-12-04
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來源:新浪科技
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由橡膠、導(dǎo)電石墨和新型晶體管組成的電子皮膚,它使機器人的觸覺變得更為靈敏。
日本科學(xué)家開發(fā)出了一種幾乎跟真人皮膚一樣敏感的電子“皮膚”,使機器人的觸覺變得越來越成熟。發(fā)明者表示這種對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-高雄認為,觸覺感知對未來的機器人來說是非常重要的。觸覺可以幫助它們識別物體,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)心機器人視覺和聽覺的發(fā)展,而相對忽視了發(fā)展機器人的觸覺。
要讓人造的電子皮膚有真實的觸覺,不僅需要讓它能夠感受到觸碰,還要知道觸碰來自于哪兒。所以需要在皮膚表面布滿一整層的個體傳感器,當(dāng)被觸摸擠壓時,每一個都能發(fā)送信號。
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)受到觸碰的時候,它的電阻會發(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到。
主要的困難在于讓這個裝置的反應(yīng)變得像真人皮膚一樣靈活,最終能夠穿在機器人的手臂上。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2.5平方毫米。科學(xué)家希望能夠造出比這還小100倍的晶體管出來。這種電子皮膚能夠被大幅度彎折而不會破壞晶體管,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的觸覺不僅僅是感受觸摸擠壓,我們還能覺察溫度和濕度等。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,能夠彎折但沒有彈性。
哈佛大學(xué)專門研究機器人觸覺的羅伯特-豪認為這非常困難,他還對電子皮膚的影響持保留意見,認為大多數(shù)類似的設(shè)計都沒有走出實驗室。
但染谷對自己的發(fā)明充滿自信。他說,除了用于機器人,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,一個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;體育場裝上觸覺敏感墊,能夠監(jiān)測運動員的表現(xiàn);安裝在汽車上的敏感墊還能夠監(jiān)測駕駛員的狀態(tài)。