仿生传感器

仿生传感器学习目的•了解仿生传感器•培养思维方式•明确系统框架仿生传感器的背景与现状仿生传感器是目前热门的研究领域。人们对人或其他动物的各种感觉如视觉，听觉，感觉，嗅觉和思维等行为进行模拟，研制出了自动捕获和处理信息，模仿人或动物行为的装置，这就是仿生传感器。机器人使用的传感器就是仿生传感器的典型应用,目前各国对此类传感器的研制和开发都非常重视。•日本东京大学染谷隆夫和樱井贵康教授的联合研究小组开发出可测试自由曲面压力和温度分布的人工电子皮肤。电子皮肤由塑料网状薄布制造，有机材料制成的感应器与读取用晶体管连接在网眼交接处。网状电子皮肤能够伸长25%，可贴在鸡蛋等自由曲面上进行传感测量。１０００个以上的压力传感器英研制新型机器人可实时模仿10种人类表情仿生传感技术的研究模型的建立生物体的某个功能生物模型数学模型技术模型技术装置与生物的功能相似仿生传感器的主要类型和应用•视觉传感器•嗅觉传感器•听觉传感器•味觉传感器•触觉传感器•接近觉传感器•力觉传感器和滑觉传感器一、视觉传感器电视摄像机＋固态图像传感器＋计算机工作过程：视觉检测图像分析图像描述识别光电转换A/D数据预处理特征量提取识别80％的信息来自视觉，是较成熟的robotsensors二、听觉传感器能听懂人讲的话，还要讲出人能听懂的话即：识别语音＋语音合成识别语音发音人识别：判别所接收的声音是否(易)是指定人的声音语义识别：判别语音是什么字、词、句(难)什么意思人---机对话工作过程MIC预处理采样A/D提取特征量计算机语音合成控制肢体在机器感觉系统中，触觉是仅次于视觉的重要知觉形式。触觉定义：（1）狭义触觉是指传感器与接触对象接触面上的力觉。（2）广义触觉包括包括接触觉、压觉、滑动觉、接近觉、冷热觉和力觉等与接触有关的感觉。因此，现代触觉传感器正朝多传感器集成、多传感器信息融合的方向发展。三、触觉传感器1、接触觉sensor，是否接触，主要有：微动开关、压电sensor等2、压觉sensor，松紧程度，主要有：压电、压磁、压阻sensor等3、力觉sensor，感知robot指、肢、关节等在工作和运动中所受力，主要有：应变、压电、压阻sensor等4、滑觉sensor，有相对运动，是否握得住？滚珠较方便5、接近觉sensor，近距离检测对象物体状态，eg:电感式、电容式、光电式仿生皮肤•集触觉、压觉、滑觉、热觉于一身。•采用具有压电效应和热释电效应的PVDF材料。•温度范围宽、体电阻高、质量轻、柔顺性好、机械强度高、频率响应宽、易热成形加工等特点。结构剖面阵列式•由于仿生传感器非常“年轻”，它的技术尚处于在发展完善的阶段，以上传感器是目前研究较为成熟的。四、味觉传感器•味觉是同时捕捉多种物质的复合感觉。一个完善的“人工舌”必须研制出阵列式不同种敏感材料的膜电极，以感受不同味道，对味觉信息进行编码，综合图像处理和味觉识别。“能品酒的电子舌”。味觉传感器现以快速、简便、安全等特点迅速在食品质量与安全、生物、环境等领域得到广泛应用。能“品酒的”味觉传感器仿生传感器在医学中的应用•味觉传感器电子鼻能“嗅”出侵蚀病人皮肤伤口的细菌，提醒医生及时采取相应措施。他研究的电子鼻是由32个不同的有机高分子感应器组成的矩阵，对各种挥发性化合物散发的气味十分敏感，化合物不同，则反应不同。通常，细菌生长时会发出化学气味，电子鼻接触气味后，每个感应器的电阻会各自发生变化。由于每个感应器对应一种不同的化学物质，因此32种各不相同的电阻变化组成的“格式”便分别代表了不同气味的“指纹”。•电子鼻能够区分健康细胞和癌细胞的不同“味道”，从而使医务人员能准确判定癌细胞群的具体位置，避免其与周围健康细胞发生混淆。电子鼻还可以应用于乙肝的检测等很多领域。电子鼻技术还可以用于检查其他部位的感染，帮助病人早发现，早治疗。小型消防机器人移动方便,利于迅速靠近起火点，它可以在城市失火的时候喷水压制火情，迅速排除险情，消防机器人的发展越来越受到各国重视。机器人消防员•1、机器人消防员在生活中有哪些作用？消防机器人作为特种消防设备可代替消防队员接近火场实施有效的灭火救援、化学检验和火场侦察。它的应用将提高消防部队扑灭特大恶性火灾的实战能力，对减少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡将产生重要的作用。机器人消防员•2、消防员机器人是怎样救火的？消防机器人就是仿照人类救火过程设计的。它也必须能够观察火情（具有感知能力）、制订救火方案（具有思维能力），然后利用灭火工具展开救火行动（具有行动能力）。