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2019年2月21日

3D表面喷涂有触觉传感器用于机器人皮肤

科学家通过使用基于溶液的全过程报告了一种可伸缩的压力不敏感应变传感器。基于溶液的工艺可轻松扩展以适应大面积,并可通过喷涂在三维不规则形状的物体上涂覆薄膜。

如果能够给予触觉感应能力,机器人将能够执行各种各样的任务以及人类。

KAIST研究小组通过使用基于溶液的全过程报告了一种可伸缩的压力不敏感应变传感器。基于溶液的工艺可轻松扩展以适应大面积,并可通过喷涂在三维不规则形状的物体上涂覆薄膜。这些条件使其加工技术独特,非常适用于机器人电子皮肤或可穿戴电子应用。

制作电子皮肤以模仿人体皮肤的触觉传感特性是可穿戴电子学,机器人和假肢等各种应用的研究活跃领域。电子皮肤研究的主要挑战之一是区分各种外部刺激,特别是应变和压力之间的刺激。另一个问题是在三维不规则形状的物体上均匀地沉积电皮。

为了克服这些问题,由材料科学与工程系的Steve Park教授和机械工程系的Jung Kim教授领导的研究小组开发了可以均匀涂覆在三维表面上并区分机械刺激的电子皮肤。新的电子皮肤还可以区分类似于人体皮肤的机械刺激。

电子皮肤的结构设计为在施加的压力和应变下作出不同的响应。在施加的应变下,传导途径经历显着的构象变化,显着改变抗性。另一方面,在施加的压力下,导电通路中的构象变化可忽略不计;因此,e-skin对压力无反应。该研究小组目前正在研究应变不敏感压力传感器,以便与开发的应变传感器配合使用。

该研究小组还在空间上绘制了局部应变图,而没有使用利用电阻抗断层成像(EIT)的图案化电极阵列。通过使用EIT,可以最小化电极数量,增加耐用性,并且可以在三维表面上轻松制造。

Park教授说:“我们的电子皮可以低成本批量生产,并且可以很容易地涂在复杂的三维表面上。这是一项关键技术,可以使我们更接近电子皮肤的商业化,适用于近处的各种应用未来。”

(来源:www.sciencedaily.com/releases/2018/09/180921092430.htm