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摘要:YouTube截屏/美国化学学会的“KDSP”机器人能够“感受”他们在世界各地的方式,多亏了毛茸茸的电子皮肤,根据一项新的研究,可能离现实更近了一步。“KDSP”多毛的电子毛发,通过磁场的变化感知微小的振动,不仅给人以研究人员说,机器人具有超凡的触感,但也能让假肢的人对周围环境有更好的感觉。
“我们有兴趣将传感器集成到残疾人的机械臂中,让他们能够感受复杂的环境,更轻松地处理事情,研究合著者、中国哈尔滨工业大学研究员郝立峰说。[仿生人类:十大技术]
毛茸茸的皮肤近年来,全球许多研究小组在发展仿生手臂和腿方面取得了长足的进步,可以帮助患者更换失去的肢体。科学家们也在开发“电子皮肤”——一种薄而有弹性的材料,里面装着电子产品,目的是复制真实皮肤的感觉能力。
电子皮肤所带来的触觉受到限制,于是,郝正想方设法改进这项技术。
郝在和女儿玩耍时受到启发,让电子皮肤变得“毛茸茸的”,“女儿试图轻轻地抚摸我的手臂,”他驾驶着现场科学我意识到毛茸茸的皮肤正是我想要的。
这是因为人类的皮肤依赖于头发的细腻触觉。例如,覆盖人体95%的细毛,可以帮助人们感受到一丝微风,郝说,
磁性微丝模拟了人类的触觉,研究小组使用常用的磁性钴基微丝制造了人造头发,研究人员在11月25日发表在《ACS应用材料与界面》杂志上的研究中写道,研究人员发现,微小压力的变化改变了微丝中磁性粒子的取向,研究人员在这项研究中写道:影响附近传感器的电场。因此,这些传感器可以检测到微小的物理干扰。
研究人员使用商用的钴基磁性微丝,每根直径约50微米。为了保护它们不受周围环境的影响,研究人员将这些微丝涂上了约5微米厚的玻璃层。(相比之下,人类头发的平均直径约为100微米。)
科学家将他们的人造头发嵌入硅橡胶中。在实验中,这种人造的、多毛的皮肤可以检测5.6磅(2.55公斤)体重和一只只只重约0.0005盎司(0.015克)苍蝇所产生的压力。这些毛发还探测到风速只有6.7英里/小时(10.8公里/小时)的微风。
研究人员指出,机器人或假手探测滑动和摩擦的能力是确保这些假肢能够在不掉落物品的情况下握住物品的关键。他们注意到,一个装备有人造毛茸茸皮肤的两指机械手能感觉到有东西把它夹在上面的物体拖走了。[体美:最奇特的5个假肢]
此外,磁性微丝还可以显示接触电子皮肤的材料是磁性的还是电绝缘的还是导电的。电子皮肤也被证明是耐用的,即使经过10000个周期的2.2磅(1公斤)的重量作用后也没有磨损的迹象。
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