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              紅外LED和太陽能電池助力,機器人無需傳感器即可獲得觸覺

              2020/12/1 14:52:56 作者: 來源:LEDinside
              摘要:據外媒報道,英國格拉斯哥大學(University of Glasgow)的研究團隊開發(fā)了首個可產生能量的電子皮膚原型,無需使用專門的觸摸傳感器就能獲得觸覺反饋。

              據外媒報道,英國格拉斯哥大學(University of Glasgow)的研究團隊開發(fā)了首個可產生能量的電子皮膚原型,無需使用專門的觸摸傳感器就能獲得觸覺反饋。

              早前,格拉斯哥大學的研究團隊在《IEEE機器人學匯刊》(IEEE Transactions on Robotics)上發(fā)表了一篇研究論文,描述了在不使用專門設計的昂貴觸摸傳感器的條件下,一個覆蓋柔性太陽能皮膚的機械手如何與其他物體進行交互。

              首先,將微縮化的太陽能電池陣列集成在柔性的聚合物表面上,實現雙用途。電池提供充足的能量來驅動控制機械手活動的微執(zhí)行器;同時,通過測量太陽能電池輸出的變化,電池為機械手提供獨特的觸覺反饋。

              當物體靠近電池表面時,到達其表面的光線就會減少,電池產生的能量隨著光線變暗而降低。最終,當物體觸摸并覆蓋機械手時,電池能量降為零。并且,通過對每個電池產生的能量水平進行智能說明,機械手皮膚能夠檢測出靠近物體的形狀。

              圖片來源:格拉斯哥大學

              除了太陽能電池以外,紅外LED也扮演著重要角色。此方案將一組簡單的LED集成于太陽能電池之間,向物體發(fā)射紅外光。通過測量光從物體反射所需的時間,皮膚能夠感應出物體和機械手之間的距離。

              結合太陽能電池和紅外LED收集到的信息,皮膚處理器可推斷出物體的距離,位置和邊緣,并復制許多相關參數。相比之下,使用傳統方法則需要更多的傳統觸摸傳感器才能測量這些參數。以上所有數據有助于機械手抓住物體,比如橡皮球。

              研究團隊負責人表示,這是全球首個可以產生能量的電子皮膚,無需專門的觸摸傳感器就能提供觸覺反饋。皮膚本身就是能量來源,能夠驅動手臂及附著于其表面的裝置。而且,電池產生的能量可存儲在裝置里面,例如研究團隊開發(fā)用來與皮膚搭配使用的柔性超級電容器,因此電池無需一直暴露在太陽光下才能工作。

              這項研究意味著距離實現全自主驅動假體又近了一步,全自主驅動假體的柔性皮膚由相對更低成本的器件制成。有了皮膚內置的感應能力,皮膚甚至能在接觸物體之前就能辨別出來。

              據介紹,研究團隊還嘗試把這個機械手應用到機器人手臂上,類似于汽車制造工廠里的機器人。當感應到不想接觸的物體時,機械手皮膚的傳感器會停止手臂活動?;诖?,研究團隊認為該技術未來有望防止工業(yè)事故。


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