Продвинутое универсальное тактильное 감живание с электромеханически связанными проводниками

Осязание, или тактильное чувствование, фундаментально важно для ряда реальных применений, от робототехники до хирургической медицины и спортивной науки. Тактильные сенсоры моделируются на биологическом чувстве прикосновения и могут помочь исследователям понять человеческое восприятие и движение. Новый подход к измерению распределения давления использует технологию тактильного изображения.

Наиболее распространенный текущий подход к тактильному изображению включает использование массива сенсоров, составленных из материалов, чувствительных к давлению; однако такие массивы требуют сложных процессов фабрикации и накладывают ограничения на дизайн сенсора. Давление между двумя проводниками напрямую связано с электрическим контактным сопротивлением между ними. Используя эту связь, был разработан сенсор, состоящий из пары электромеханически связанных проводников, где один проводник имеет приводную функцию, а другой выполняет функцию зонда. Сенсор не нуждается в материалах, чувствительных к давлению, и проще в производстве.

Эта стратегия позволила разработать универсальный тактильный сенсор для измерения распределения контактного давления с использованием простых проводящих материалов, таких как углеродная краска. Дизайнерская концепция объединяет инновации в мехатронной технологии — которая позволила разработать гибкий сенсор на основе конвенциональных проводников, соединенных с электродами — с томографическим подходом к определению распределения давления по связанным проводникам.

Предложенный метод улучшил предыдущие техники тактильного чувствования на основе электрической импедансной томографии, чтобы обеспечить сенсоры с высокой позиционной точностью, настраиваемой чувствительностью и диапазоном, и относительно простым процессом фабрикации. Сенсоры могут быть реализованы с использованием различных проводящих материалов, включая проводящие ткани и краски. Были изготовлены листовые гибкие сенсоры, а также пальцеобразные сенсоры, произведенные путем покрытия 3D-печатных структур проводящей краской.

Легкость настройки чувствительности и диапазона чувствования и точность оценки давления означают, что этот подход к тактильному изображению ожидается, что позволит продвинутое управление многоцелевыми роботами. Сенсоры могут использоваться в таких областях, как удаленное управление устройствами и промышленная автоматизация.