Универсальное тактильное восприятие с электромеханически связанными проводниками

Осязание, или тактильное восприятие, принципиально важно для целого ряда приложений в реальной жизни, от робототехники до хирургической медицины и спортивной науки. Тактильные датчики моделируются на основе биологического осязания и могут помочь исследователям понять человеческое восприятие и движения. В новом подходе к измерению распределения давления используется технология тактильной визуализации.

Наиболее распространенный современный подход к тактильной визуализации включает использование набора датчиков, состоящих из материалов, чувствительных к давлению; однако такие массивы требуют сложных процессов изготовления и накладывают ограничения на конструкцию датчика. Давление между двумя проводниками напрямую связано с электрическим контактным сопротивлением между ними. Используя эту взаимосвязь, был разработан датчик, состоящий из пары электромеханически связанных проводников, где один проводник выполняет функцию возбуждения, а другой выполняет функцию зонда. Датчик не нуждается в материалах, чувствительных к давлению, и его проще изготовить.

Эта стратегия позволила разработать универсальный тактильный датчик для измерения распределения контактного давления с использованием простых проводящих материалов, таких как углеродная краска. Концепция дизайна сочетает инновации в технологии мехатроники, которые позволили разработать гибкий датчик на основе обычных проводников, соединенных с электродами, с основанным на томографии подходом к определению распределения давления по соединенным проводникам.

Предлагаемый метод улучшил предыдущие методы тактильного восприятия на основе электроимпедансной томографии, чтобы обеспечить датчики с высокой точностью позиционирования, регулируемой чувствительностью и диапазоном, а также относительно простой процесс изготовления. Датчики могут быть реализованы с использованием различных проводящих материалов, включая проводящие ткани и краски. Были изготовлены гибкие датчики листового типа, а также датчики в форме пальцев, полученные путем покрытия структур, напечатанных на 3D-принтере, проводящей краской.

Простота настройки чувствительности и диапазона чувствительности, а также точность оценки давления означает, что этот подход к тактильной визуализации, как ожидается, обеспечит расширенное управление многоцелевыми роботами. Датчики можно использовать в таких областях, как удаленное управление устройствами и промышленная автоматизация.