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有触觉的“仿生叁维电子皮肤”来了

来源:解放军报 8-23 黄辛舟 徐龙

你是否能够想象,未来的机器人不仅能听、能看,还能像人类一样拥有细腻的触觉?

近日,97视频在线精品国自产拍研究人员从人类皮肤的精妙结构中获得灵感,成功研发出全球首款具有仿生叁维架构的新型电子皮肤。

这款新型电子皮肤能够像人体皮肤一样,捕捉来自外界的力学刺激,实现对压力、摩擦力等力学信号的同步解码与感知,为未来的机器人技术和医疗设备带来更多可能。

据悉,这款仿生叁维电子皮肤由精心设计的“表皮”“真皮”和“皮下组织”3层结构组成,精心模拟了人体皮肤对应层的质地与功能。

其中,“表皮”对应人类皮肤的最外层,能够快速感知轻微的触碰。“真皮”位于中间层,包含大部分传感元件,负责精确识别压力和摩擦力。而“皮下组织”则是最内层,能够感知皮肤的整体变形,就像人体能感觉到皮肤拉伸或收缩。

在这个3层结构中,研究人员还巧妙设计了传感器的布局,模仿人体皮肤中默克尔细胞和鲁菲尼氏小体的空间分布,形成了一个高度协同的感知网络。

当电子皮肤与外界物体接触时,电子皮肤内部的传感器阵列会立即启动,将收集到的复杂信号输送至相关系统进行处理。而后结合深度学习算法,这些信号最终被转化为对物体软硬、形状等特性的精确感知,这样电子皮肤就具备了类似于人体皮肤的触觉认知能力。

试想一下,未来拥有了细腻触觉的工业机器人,无论用于组装精密零件还是照顾老人小孩,都将拥有更好的灵敏性和适应性。

在医疗领域,该电子皮肤可能会被用于制造具有特殊功能的医疗手套,帮助医生进行早期诊断,用于感知肉眼难以察觉的微小肿块或组织异常。此外,这款电子皮肤还可以像创可贴一样贴在人的皮肤上,实时监测体温、血氧、心率等健康数据。

如果肢体残疾人士装上这款电子皮肤,他们不仅能恢复基本的触感,还能够感受到亲人拥抱的温度,重新感受美好的生活。

在人机交互领域,这款电子皮肤或将让未来的痴搁/础搁体验不再局限于视觉和听觉的沉浸,而是让用户仿佛置身于另一个真实世界,可以触摸、感知一切。

想象一下,在虚拟游戏中,用户不仅能看到美丽的风景,还能感受到拂面的微风……这一切,都因为电子皮肤的存在而变得不再遥远。

不过,未来想要实现该款电子皮肤的大规模应用,还要解决其耐久性、成本、能源供应和数据处理等问题。

综上可见,从高端制造到个人消费,从医疗健康到娱乐休闲,新型电子皮肤应用潜力巨大,或将成为相关行业的新风口,改变人们的生活方式。

编辑:李华山

2024年08月26日 07:49:09

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