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“基于光電原理的三維觸覺電子皮膚”入選2024世界機(jī)器人大賽十大技術(shù)創(chuàng)新成果

2025-02-24 09:27:40來源：中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所關(guān)鍵詞：三維觸覺電子皮膚閱讀量：19526

　　【儀器網(wǎng) 行業(yè)要聞】日前，2024世界機(jī)器人大賽十大技術(shù)創(chuàng)新成果評(píng)選結(jié)果揭曉，中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所程龍研究員課題組開發(fā)的“基于光電原理的三維觸覺電子皮膚”入選2024世界機(jī)器人大賽十大技術(shù)創(chuàng)新成果。

　　柔性觸覺電子皮膚可用于機(jī)器人、醫(yī)療康復(fù)、體育運(yùn)動(dòng)、人機(jī)協(xié)作等領(lǐng)域，而現(xiàn)有傳感器存在靈敏度低、穩(wěn)定性差的問題，無法滿足人機(jī)交互系統(tǒng)中對(duì)交互力的可靠獲取。為提升傳感器的性能，課題組提出了一種光電式柔性三維觸覺傳感器，該傳感器與同類型傳感器相比具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、抗過載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過陣列化，傳感器可以實(shí)現(xiàn)2000個(gè)觸點(diǎn)的觸覺壓力檢測(cè)，單個(gè)觸點(diǎn)間距可以達(dá)到3mm。舉例來說，該傳感器安裝在機(jī)械臂末端可以識(shí)別一滴水(約0.05g)引起的觸覺切向力變化，且可以經(jīng)受汽車(約1.5t)碾壓而不損壞，制作的電子皮膚可以檢測(cè)到蒼蠅運(yùn)動(dòng)引起的重量變化。

　　基于該檢測(cè)原理，團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一系列壓力/觸覺感知傳感器(如下圖所示)，包括用于介入磁控導(dǎo)絲機(jī)器人的微型壓力傳感器，最小檢測(cè)壓力小于0.01N；接近/觸覺感知雙模態(tài)陣列傳感器，可同時(shí)用于非接觸操控和壓力檢測(cè)；高密度、大面積觸覺感知電子皮膚，陣列觸點(diǎn)間距3mm，觸點(diǎn)總數(shù)可達(dá)2025個(gè)。

　　世界機(jī)器人大賽(World Robot Contest)由中國電子學(xué)會(huì)主辦，由選拔賽(WRCT)、錦標(biāo)賽(WRCC)、總決賽(WRCF)組成，大賽自2015年起已成功舉辦了9屆，共吸引了全球20余個(gè)國家近30萬名選手參賽，被廣泛贊譽(yù)為機(jī)器人界的“奧林匹克”。

課題組研制的觸覺電子皮膚

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