2024-05-04 16:32 来源：得道网
有史以来第一个具有弹性的电子皮肤可以装备机器人和其他设备，使其具有与人类皮肤相同的柔软性和触摸灵敏度，为执行需要高度精度和力量控制的任务开辟了新的可能性。
德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发的这种新型可伸缩电子皮肤，解决了新兴技术的一个主要瓶颈。现有的电子皮肤技术随着材料的拉伸而失去传感精度，但这种新版本的情况并非如此。
“就像人类的皮肤必须伸展和弯曲以适应我们的运动一样，电子皮肤也是如此，”领导该项目的科克雷尔工程学院航空航天工程与工程力学系教授卢楠舒说。“无论我们的电子皮肤拉伸多少，压力反应都不会改变，这是一项重大成就。”
这项新研究今天发表在《物质》杂志上。
卢设想，这种可拉伸的电子皮肤将成为机器人手的关键组成部分，使其在触觉上具有与人手相同的柔软度和灵敏度。这可以应用于医疗保健，机器人可以检查病人的脉搏，擦拭身体或按摩身体的某个部位。
为什么需要机器人护士或物理治疗师?在世界各地，数以百万计的人正在衰老，需要护理，这是全球医疗系统无法提供的。
“在未来，如果我们有更多的老人比可用的照顾者，这将是一个全球性的危机，”卢说。“我们需要找到新的方法来高效、温和地照顾人们，而机器人是这一难题的重要组成部分。”
除了医学，人类关怀机器人还可以用于灾难救援。例如，他们可以在地震或倒塌的建筑物中搜索受伤和被困的人，并进行现场护理，例如实施心肺复苏术。
电子皮肤技术可以感知接触产生的压力，让附着的机器知道要用多大的力来抓取杯子或触摸人。但是，当传统的电子皮肤被拉伸时，它也能感觉到变形。这种读数会产生额外的噪音，影响传感器感知压力的能力。这可能会导致机器人在抓取东西时用力过大。
在演示中，这种可拉伸性使研究人员能够制造出可充气的探针和夹具，它们可以改变形状，以执行各种敏感的、基于触摸的任务。充气的皮肤包裹探针被用于人体受试者，以准确地捕捉他们的脉搏和脉搏波。这种放了气的夹持器可以稳稳地抓住玻璃杯而不会掉下来，即使里面掉了一枚硬币。该设备还可以按压脆脆的墨西哥卷饼外壳而不会将其打破。
这一发现的关键是一种创新的混合响应压力传感器，Lu和合作者已经研究了多年。传统的电子皮肤要么是电容式的，要么是电阻式的，而混合响应电子皮肤采用了对压力的两种响应。完善这些传感器，并将它们与可拉伸的绝缘材料和电极材料相结合，使这种电子皮肤创新成为可能。
卢——她还隶属于生物医学工程系、钱德拉家族电气与计算机工程系、沃克机械工程系和德克萨斯材料研究所——和她的团队现在正在研究这种技术的潜在应用。他们正在与自然科学学院计算机科学系的助理教授罗伯托·马丁-马丁合作，制造配备电子皮肤的机械手臂。研究人员和UT已经为电子皮肤技术提交了临时专利申请，Lu愿意与机器人公司合作，将其推向市场。
该论文的其他作者是沃克工程系的Kyoung-Ho Ha和Sangjun Kim;航空航天工程与工程力学系李政杰、许和勇、王哲亮;以及钱德拉家族电气与计算机工程系的Shi Hongyang、Charles Block和Sarnab Bhattacharya。哈现在是西北大学奎雷·辛普森生物电子学研究所的博士后研究员，布洛克现在是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校计算机科学系的博士生。
