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仿生触觉增强 - 蜘蛛灵感的高度敏感传感器，提高了触感

时间：2022-04-01 17:25:07 来源：

视觉辅助触觉增强系统，VATS，用于精确运动控制。超薄高敏感裂缝的传感器，信号采集电路和实时显示系统用于实现微小变形的诱导。超薄传感器超过人体皮肤敏感性，不要打扰人体皮肤的触觉感。实时显示器可用作补充，以帮助一个人的触觉感觉。

基于超薄的基于裂缝的传感器在类似于蜘蛛的感觉器官的原则上运行，并且对运动显示出显着的敏感性。

人们依靠高度调整的触感，操纵物体，但皮肤的伤害和佩戴手套的简单行为可能会损害这种能力。例如，外科医生发现手套减少他们操纵软组织的能力。宇航员也被沉重的脚踏运动员阻碍了，并且发现戴着厚重手套时难以使用设备。

在本周的应用物理评论中，通过AIP出版，科学家们报道了基于高敏感传感器的新触觉增强系统的开发。传感器具有显着的灵敏度，允许穿着者检测羽毛的灯光，花瓣的触摸，落在手指上的水滴，甚至太小而无法看到。

该设备中使用的基于裂缝的传感器由蜘蛛的狭缝器官启发，是其他研究人员首次提出的想法。外骨骼中的这种裂缝模式允许蜘蛛检测小运动。以相同的方式，超薄裂缝的应变传感器或UCSS使用形成在导电银层中形成的裂缝。

UCSS由几层柔性聚合物膜制成，涂有银。整个系统覆盖并在弯曲表面上拉伸，使银裂缝，并产生导电的平行通道并对运动敏感。

调查人员发现柔性薄膜的较薄层和银具有更高灵敏度的传感器，而较厚的感测范围较大。为了实现这两种效果的平衡，具有15微米厚的聚合物层和37纳米厚银层的UCSS是最佳选择。

调查人员还通过将一个或多个UCSS连接到信号采集单元和视觉读数设备，设计了一种视觉辅助触觉增强系统VATES。它们连接了UCSSS，可以在手指上或手背上进行手套，生产一种电子皮肤或电子皮肤。可以监测微小的运动，只要一个人的脉冲移动手指的尖端，就可以监测。

调查人员建议UCSS可以以各种方式使用：作为高度敏感的电子晶须，可用于映射风力流动模式;作为心跳和脉冲检测的可穿戴传感器;或者作为假肢的传感器，以增强触感的感觉。

它们还在应用于身体的各个部位时展示了它们的使用。UCSSS可以通过微笑，皱眉和眼睛闪烁来检测运动。

共同作者Caofeng Pan表示，“这些结果展示了我们超薄应变传感器在电子皮肤和人机界面中的广泛应用。”

参考：“基于超高度敏感裂缝菌株传感器的视觉辅助触觉系统”由景李，罗荣宝，胡安涛，明洞，玉福张，盛富，邓丰彭，曹丰潘，2月20日，应用物理审查。 DOI：
10.1063/1.5129468

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