电子皮肤-传感器前沿科技

电子皮肤2014年7月22日让机械手也能“感知”真实世界什么是电子皮肤？电子皮肤，一种可以让产生触觉的系统，其结构简单，可被加工成各种形状，能像衣服一样附着在设备表面，能够感知到物体的地点和方位以及硬度、甚至温度热量等信息。生物皮肤与电子皮肤生物皮肤•不同类型的压力（硬度）•温度与热量•空气及水流•痛觉等（保护作用）电子皮肤•首先具备生物皮肤现有的功能•甚至具有生物皮肤不具备的功能：如感受声波，超声波，测量血压，心跳等更加先进的功能。表皮真皮传感器电子皮肤的应用价值假肢制造•全球残疾人约占总人口的5%•我国截肢者约有89万人绝大多数截肢者依靠假肢行走，假肢的好坏直接影响他们的生活，因此，对假肢制造带来了很大的挑战机器人表面感应使机器人能够抓住和操作物体，识别表面纹理和硬度，感受物体温度状况。假肢机械手抓取研制电子皮肤的技术难点一、信息获取（传感器）二、信息转换与传递•对于机器人手臂，由于信息处理中心即是采用电作为传递信号，因此，信息转换与传递并不复杂。•对于假肢，截肢表面与假肢接口之间的表面应力分布对于对于一个假肢接口系统而言，显得尤为重要。•界面应力与应变•界面温度变化•表面流动•痛楚技术难点的当前解决方案之一平行板电容器压力传感器声表面波压力传感器界面应力与应变界面应力与应变—平行板压力传感器Z向压力：压力改变两个板之间的距离，从而改变电容，从而测得压力。X，Y向剪切力：剪切力改变两个基板之间的重合面积，从而测得剪切力。平行板电容器界面应力与应变—声表面波压力传感器平行板电容压力传感器的最大测量误差为4%，对于小于11KPa范围内压力无法测量和分辨，为弥补这一缺点，设计了新型了声表面波压力传感器。声表面波声表面波压力传感器界面应力与应变—声表面波压力传感器输入叉指换能器使压电衬底产生声表面波，声表面波通过输出叉指换能器将表面波转换成电信号，经过放大器，输出频率信号。如果外界存在压力F，会改变声表面波的传播路径，从而引起频率信号变化，从而可以非常精确地测得应力。最新研究进展•JonghwaPark教授和同事模拟手指指纹凹槽结构设计了铁电薄膜，显微放大人体指尖皮肤的“山脉脊状”结构，感知流动。•通过添加一种聚合物制成的复合材料和减少氧化石墨烯，该薄膜能够使用传感电子电荷探测到触觉和温度变化。皮肤指纹与电子皮肤脊状技术瓶颈：电子皮肤与人体大脑之间的信息传递仍是一个技术难题。谢谢！