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清华大学开发了一种多功能触觉传感器并将其成功应用于垃圾分类

最近,来自清华大学精密仪器系的朱荣教授的研究小组在“科学机器人”中发表了一篇研究论文,报告了一种多功能感应触觉传感器,该传感器使用类似于皮肤的多层结构来集成多模式原位感应,实现触摸,物体和温度的多种感知的高密度集成。触觉传感器应用于机器人手的抓握感知,实现了对被抓物体的形状,大小和材料的识别,并已成功应用于垃圾分类。具有高灵敏度和多维集成度的柔性传感电子设备在医疗卫生,智能机器人等领域具有广阔的应用前景。灵活的电子感知能力可以感知周围的环境和影响,并且还可以响应不同的生理参数。它可用于智能假肢和可穿戴生理监测,为医疗健康带来革命性的变化和进步;灵活的感知也很聪明机器人交互的关键在仿生机器人的非视觉传感技术领域中扮演着非常重要的角色。感知和交互技术是未来机器人的重要发展方向。纵观国内外现有的柔性传感传感器和系统,在高灵敏度测量,多传感集成,低交叉耦合和低成本处理方面仍然存在技术瓶颈,实际应用面临着巨大挑战。针对上述问题,清华大学朱R教授课题组提出了一种基于热感应的新型多维感应机制,该机制利用热膜与外界之间的传导/对流传热来控制自身的电阻。实现了压力,温度,流场,热性能等参数的综合测量,由于简单的薄膜敏感结构和统一的热检测原理,该多维传感柔性电子设备具有结构简单,高可靠性的特点。集成,低交叉耦合,易于控制和低成本。该研究结果作为封面文章发表在Advanced Materials,2017,29(15),1606151上,并获得了Transducers2019国际会议的杰出论文奖。研究团队已将该技术应用于健康监测和智能机器人,并相继开发了新的可穿戴人体运动监测设备和机器人触觉感应系统。穿戴式运动检测技术是外骨骼机器人和协作机器人等领域中人机交互必不可少的手段。随着信息,传感,驾驶和材料技术的发展,外骨骼机器人已逐渐在工业,医疗和军事领域中显示出作为残疾人辅助工具的实用价值。目前,软化和轻量化正成为外骨骼研究的新方向。朱R教授的研究小组将多感应技术应用于可穿戴式机器人,并开发了一种新型的可穿戴人体运动监控系统。它使用独立的原始微运动速度传感器与微惯性测量单元相结合,以开发新的非整体数据融合算法来实现鲁棒性。三维运动速度,运动加速度和身体姿势的测量,具有良好的粘性,抗干扰性强,长期无漂移。研究团队将可穿戴式运动捕捉系统应用于人体运动捕捉,以实现对高强度拳击,脚踢和长距离跑步的准确实时监控。该技术为人机协作领域提供了一种可行的运动监控手段,并将促进智能机器人(如外骨骼机器人和协作机器人)的运动感知技术的发展。相关的研究结果标题为“可检测人体肢体动态运动的可穿戴运动捕捉装置”,发表于《自然通讯》,2020年,11,5615。该论文的第一作者是清华大学精密仪器系的博士后研究员刘世强,而相应的作者是清华大学的朱R教授。该研究工作由中国国家自然科学基金会和国强研究院共同资助。图1穿戴式人体运动监控系统此外,它还面临着智能机器人对触觉感知的应用需求。最近,研究团队再次取得技术突破,开发了一种多维触觉传感器,以实现触摸,物体,温度和其他感知的原位集成。触觉传感器应用于