skinSense
人类的皮肤可以感知法向力和剪切力的细微变化(即自解耦),并能够以更高的分辨率感知刺激(即超分辨)。换句话说,人类的指尖可以感受到压力和纹理,这主要归功于皮肤上一种叫做机械感受器的特殊感觉细胞。
这些细胞连同整个神经系统,将来自环境的机械信息转换成大脑可以理解的“触觉”感知的信号。结合温度感受器和痛觉感受器,人类就可以在不伤害自己的情况下完成对周围环境的操控。
香港城市大学、卡耐基梅隆大学、南方科技大学组建的科研团队共同研发了一种机器人指尖“皮肤”——
一种柔软的正弦柔性磁化薄膜
,厚度为 0.5 mm,这种薄膜会在设备内部产生磁场。支撑手指的“骨头”是一块电路板,上面布满了传感器,可以监测磁场
。例如,将一块橡皮放在指尖上,手指的磁场就会因为皮肤凹陷发生微妙的变化,然后传感器就会据此分析橡皮接触的位置。如果用这些指尖拍一下仿人机器人上,机器就能够很快明确手指和物体接触的位置,进而提高抓地力。
- 视频地址: 同时也可以获得物体在上面移动情况;
Ciocarlie 在哥伦比亚大学的团队也开发出了一种类似的机械手指,但这种手指利用的不是磁力而是光——机械手指的“骨头”上布满了发光二极管(LED)和光电二极管,可在皮肤变形时检测结构内部的光如何发生变化。