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“基于光電原理的三維觸覺(jué)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

2025-02-21 08:36:12來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所 閱讀量：14988 評(píng)論

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　　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(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所程龍研究員課題組開(kāi)發(fā)的“基于光電原理的三維觸覺(jué)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(jué)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(wèn)題，無(wú)法滿(mǎn)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(jué)傳感器，該傳感器與同類(lèi)型傳感器相比具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、抗過(guò)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)陣列化，傳感器可以實(shí)現(xiàn)2000個(gè)觸點(diǎn)的觸覺(jué)壓力檢測(cè)，單個(gè)觸點(diǎn)間距可以達(dá)到3mm。舉例來(lái)說(shuō)，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(jué)切向力變化，且可以經(jīng)受汽車(chē)(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(kāi)發(fā)出一系列壓力/觸覺(jué)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(jué)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(jué)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(guó)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(guó)家近30萬(wàn)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(jué)電子皮膚
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