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宁波材料所-陈涛&肖鹏︱AM:悬浮式双层感知结构用于触痛集成感知

科匠文化  · 公众号  ·  · 2024-05-21 11:05
    

主要观点总结

本文介绍了一种基于碳基/高分子复合薄膜的悬浮双层传感结构,该结构实现了机械阈值介导的触痛高效集成感知。该结构由石墨烯导电薄膜组成,能模仿人体皮肤的触痛感知行为。研究内容包括悬浮式结构的特点、工作机制、性能表现和应用领域。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

随着电子皮肤的发展,柔性触觉传感器已被开发并模仿人体皮肤的触觉性能。近期,研究人员通过突触型器件开发人工痛觉感受器。然而,现有研究未能充分模仿人体皮肤特有的感知性能和功能,如机械阈值诱导的受体激活产生触觉和痛觉。

关键观点2: 文章简介

中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队的陈涛研究员和肖鹏研究员,基于碳基/高分子复合薄膜的研究,设计了一种悬浮双层传感结构,实现了机械阈值介导的触痛高效集成感知。相关成果发表在《Advanced Materials》上。

关键观点3: 研究成果

该悬浮式结构能灵敏捕捉微弱形变,分辨微小动态位移并检测极微弱的触觉信息。在循环刺激下表现稳定,通过构建小型化传感阵列结合光学反馈模块,实现可视化触觉感知和痛觉预警。该传感器可集成到商用机器人手部作为高效、安全的人机界面。

关键观点4: 应用领域

该研究成果在仿生电子和友好人机交互等领域表现出巨大的应用潜力。


文章预览

本文转载自公众号@宁波材料所! 一、研究背景:   作为电子皮肤的重要分支,基于多种感知机制的柔性触觉传感器已被开发并成功模仿人体皮肤的触觉性能/功能。痛觉,作为另一种重要的感觉,可以帮助人类有效避免潜在危险并实现自我保护。近年来,研究人员通过采用突触型器件(如晶体管、忆阻器)或液态金属复合材料开发了人工痛觉感受器,实现无害和有害的痛觉感知。然而,人体皮肤的感知系统并不局限于单一的触觉或痛觉感知。相反,它表现出触觉和痛觉感知功能的高效耦合。 因此,在人工感知系统中实现触觉和痛觉集成感知引起了越来越多研究人员的关注。 目前,有两种策略可以实现触觉和痛觉集成感知。最经典的方法是将力传感器和突触类器件结合,利用力传感器的输出控制晶体管或忆阻器的激活,从而实现触觉和痛觉状态之 ………………………………

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