智能机器人系统的柔和触感——赛斯维传感器网-ag尊龙凯时·中国官方网站

人工智能，机器学习和智能系统都是新概念，在过去的几十年中，这些新概念似乎已强有力地进入了我们的生活。受小说和电影的启发，我们一直对这些科幻梦想变成现实（从机甲，机器人和半机械人）着迷，这些梦想已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。

旨在帮助和协助人类进行工作和活动的机器人可以定义为机械，电子和信息工程与计算机科学之间的交集。通过这种强有力的合作而产生的领域被称为机器人技术，旨在创建机器和计算机系统的设计，构造和操作，以发展其感知，控制，感官反馈和信息处理能力。

在我们迈向斯皮尔伯格（spielberg）人工智能时代（可能比我们想象的更接近）的过程中，智能机器人系统已成为近年来最热门的研究主题之一，科学家致力于创建能够模仿人类感知力的机器人，例如视觉，感应温度和触摸的能力。当与假肢和机械臂相关时，最后一个功能尤其重要。

先进的触觉传感器正在积极研究中，在这一领域中，面临着两个关键挑战。首先是传感器本身的设计，其应用取决于其形状和机械性能。在这里，灵活性是游戏的名称。实际上，柔软，灵活的触觉传感器可以安装在弯曲甚至不规则的表面上，相对于其刚性对应物，它们具有更多的用途，这可能会限制机器人的运动和能力。

第二个挑战与所述触觉传感器的电源有关。最近的报告显示，触觉传感器当前依靠商用电池供电，但是这里最大的缺点是它们的负担，重量，成本以及潜在的有害环境环境影响。因此研究人员继续问自己：我们如何解决这些要点？

正如研究中经常发生的那样，自然对我们有很多教益，在中国武汉的科学技术大学，科学家受到自然系统的启发，可以制造出一种新型的，柔软的，自供电的触觉传感器。他们的研究最近在《高级智能系统》上报道，该团队在当前的类似设备上取得了进步，这些设备不仅提供了更高的灵活性，而且还解决了与电源相关的问题。

到目前为止，研究人员已经在电容，压阻，压电，摩擦电和磁微机电系统中制造了具有可靠和独特机械响应的柔性触觉传感器。最近，也报道了磁传感系统，但是，与大多数其他触觉传感器一样，它们仍需要外部电源。

苏斌教授及其同事通过设计和制造不需要任何外部电池的柔性，柔软的触觉传感器，就可以解决这个问题。您可能会问这怎么可能？这款新设备的设计借鉴了自然，以我们自己的皮肤为灵感。

我们的皮肤有几种不同的感觉感受器，这些感受器使我们能够将从外界获得的刺激转换为不同的“可读”感觉，例如热/冷，疼痛或触觉。基于这种想法，已经开发出人工感觉受体，以利用其质膜的物理变形来感知不同的刺激。这些是由机械门控的离子通道制成的，这些通道在受到压力，接触，拉伸和声音刺激时会打开或关闭。

柔软的自供电传感器被设计为默克尔的磁盘。当安装在机械臂上时，它可以用于深度学习。

本研究的研究人员设计了一种新型的轻触传感器，该传感器模仿了在我们皮肤中发现的默克尔圆盘的功能和结构-对轻触产生反应的神经末梢。新的触觉传感器利用了磁电效应，它由两个不同的部分组成：第一个是复合混合物，由磁粉和弹性体组成，形成一个弹性磁块，实际上它对默克尔圆盘的反应相似。传感器的后半部分由导电的盘绕铜线组成（见图）。

在传感器中，磁通量垂直穿过磁性复合材料，流向底部螺旋形的铜同心环。外部机械应力（例如压缩）会使磁性复合材料变形并改变内部磁通量。根据法拉第电磁感应定律，磁通量的变化会引起通过导电电路的电势变化，进而可以将其测量为电信号。

当将柔软的自供电磁电触觉传感器安装并用作指尖在机械臂上时，这可以通过读取不同的电信号来“感觉”各种物体，通过将每个电信号与由机器人处理的相应物体相关联来创建特定的模式。机械臂。

换句话说，这意味着可以根据由软磁电触觉传感器感测到的信号模式来区分对象。这使机器人能够识别其周围环境以及与之交互的对象，从而模仿了人类的触觉感知功能。

在进行实验和计算分析的同时，研究人员还报告了关键参数，这些参数使他们能够控制软触觉传感器的电气性能。特别是，他们发现磁性复合材料中各组分的比例，其形状以及磁性弹性体的尺寸对磁场强度有很大影响。毫无疑问，这将指导传感器的改进。

这组作者说，他们的新型磁电软传感器设计有望在一系列自供电的传感系统中体现出来，这将为未来智能机器人科学的发展和深度学习提供未开发的途径。

我们可以坚定地落后，并预见该领域的光明前景。让我们“保持联系”以了解机器人技术的新发展！