“基于光電原理的三維觸覺電子皮膚”入選2024世界機器人大賽十大技術創新成果

 

　　柔性觸覺電子皮膚可用于機器人、醫療康復、體育運動、人機協作等領域，而現有傳感器存在靈敏度低、穩定性差的問題，無法滿足人機交互系統中對交互力的可靠獲取。為提升傳感器的性能，課題組提出了一種光電式柔性三維觸覺傳感器，該傳感器與同類型傳感器相比具有靈敏度高、穩定性好、抗過載能力強的優點。經過陣列化，傳感器可以實現2000個觸點的觸覺壓力檢測，單個觸點間距可以達到3mm。舉例來說，該傳感器安裝在機械臂末端可以識別一滴水(約0.05g)引起的觸覺切向力變化，且可以經受汽車(約1.5t)碾壓而不損壞，制作的電子皮膚可以檢測到蒼蠅運動引起的重量變化。
 

　　基于該檢測原理，團隊開發出一系列壓力/觸覺感知傳感器(如下圖所示)，包括用于介入磁控導絲機器人的微型壓力傳感器，最小檢測壓力小于0.01N；接近/觸覺感知雙模態陣列傳感器，可同時用于非接觸操控和壓力檢測；高密度、大面積觸覺感知電子皮膚，陣列觸點間距3mm，觸點總數可達2025個。
 

　　世界機器人大賽(World Robot Contest)由中國電子學會主辦，由選拔賽(WRCT)、錦標賽(WRCC)、總決賽(WRCF)組成，大賽自2015年起已成功舉辦了9屆，共吸引了全球20余個國家近30萬名選手參賽，被廣泛贊譽為機器人界的“奧林匹克”。
 

課題組研制的觸覺電子皮膚