论坛专区
 

给机器人装上灵活的皮肤,又更接近人类了,进步太快

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-03-30  作者:工控网  浏览次数:171
     如果一个机器人被送去禁用路边的炸弹,或者在烹饪一个煎蛋卷的时候巧妙地处理一个鸡蛋,那么它需要能够感觉到物体脱落的时候。
    然而,迄今为止,大多数机器人和假肢手难以或不可能准确地感测出发生的振动和剪切力,例如当手指沿桌面滑动时或当物体开始下降时。
    现在,华盛顿大学和加州大学洛杉矶分校的工程师开发了一种灵活的传感器“皮肤”,可以在机器人的身体或假肢的任何部分上伸展,以准确传达关于剪切力和振动的信息,这些信息对于成功掌握和操纵是至关重要的对象。
传感器“皮肤”
    围绕机器人手指(橙色)缠绕的灵活的传感器皮肤是首先以与人手相似的灵敏度来测量剪切力-这对于成功地夹持和操纵物体至关重要。
    传感器和执行器A:Physical中发表的论文中描述的生物灵感的机器人传感器皮肤模仿人类手指沿着表面滑动或区分不同纹理时的张力和压缩方式。它以与人体皮肤相似的精确度和敏感度测量这种触觉信息,并且可以大大提高机器人从外科手术和工业程序执行一切的能力,以清洁厨房。
    “机器人和假肢的手真的是基于现在的视觉线索-例如,”我可以看到我的手缠在这个对象上吗?或“是触摸这条线吗?”但这显然是不完整的信息,“资深作者乔纳森·波斯纳说,机械工程与化学工程学教授。
传感器皮肤
    华盛顿大学和加州大学洛杉矶分校工程师开发的生物感应传感器皮肤可以缠绕在手指或机器人或假肢装置的任何其他部分,以帮助传达触觉。
    “如果一台机器人要拆卸一个简易爆炸装置,它需要知道它的手是沿着电线滑动还是拉动它,为了坚持一个医疗器械,它需要知道物体是否滑倒,这一切都是需要感应剪切力的能力,没有其他传感器皮肤能够做得很好,“波斯纳说。
    一些机器人今天使用完美的手指,但是这种“触摸”的感觉限于该附件,您不能改变其形状或尺寸以适应不同的任务。另一种方法是将机器人附件包裹在传感器皮肤中,从而提供更好的设计灵活性。但是这样的皮肤还没有提供全面的触觉信息。
    “传统上,触觉传感器设计的重点是检测各种模态:正常力,剪切力或振动,但是,灵巧操纵是一个需要多模态的动态过程,我们最新的皮肤原型结合了所有三种模式,创造了许多新的加州大学洛杉矶分校机械和航空航天工程副教授合着者机器人合作者VeronicaSantos表示,机器学习方法可以推进机器人能力。
    在UW华盛顿纳米制造设施制造的新型可伸缩电子皮肤由用于游泳护目镜的同一硅橡胶制成。橡胶嵌入微小的蛇形通道-大约一半的人头发填充导电液体金属的宽度,当皮肤拉伸时不会破裂或疲劳,如实线所示。
给机器人装上灵活的皮肤
    当皮肤放置在机器人手指或末端执行器周围时,这些微流体通道有策略地放置在人类指甲的两侧。
    当机器人手指沿着表面滑动时,填充有导电液体金属并嵌入橡胶皮肤的蛇形通道在手指的一侧伸展并压缩在另一侧上。这样可以改变流经通道的电量,可以测量和与剪切力和振动相关联。
    当您将手指滑过表面时,您的钉子的一侧会突出,而另一侧在张力下会紧张。同样的事情发生在机器人或假手指上-钉子一侧的微流体通道压缩,而另一侧的微流体通道伸展。
    当通道几何形状发生变化时,通过它们流动的电量也将发生变化。研究团队可以测量这些电阻差异,并将其与机器人手指正在经历的剪切力和振动相关联。
    “这真的跟随人类生物学的线索,”首席作家JianzhuYin最近从UW获得机械工程博士学位。“我们的电子皮肤就像人的手指一样膨胀,测量剪切力的传感器物理上位于钉子所在的地方,这样可以实现与人类手指相似的传感器。”
实现与人类手指相似的传感器
    放置传感器远离最有可能接触的手指部分使得更容易区分剪切力与当与其他传感器皮肤解决方案难以相处时也会发生的正常“推动”力。
    UW工程学院和加州大学洛杉矶分校的研究团队HenrySamueli工程与应用科学学院已经证明,物理坚固耐化学腐蚀的传感器皮肤对于轻触摸应用具有高水平的精度和灵敏度-打开一扇门,与手机,握手,拾起包裹,处理物品等等。最近的实验表明,皮肤可以每秒钟检测到微小的振动,比人的手指更好。
    波斯纳说:“通过在灵活的电子皮肤中模仿人体生理,我们已经达到了与人类手相一致的灵敏度和精度水平,这是一个重要的突破。“触觉对于假肢和机器人应用至关重要,这正是我们最终创造的。”
 
关键词: 机器人
 
 
[ 资讯搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 
0条 [查看全部]  相关评论

 
展会
微信公众号
qq群
 
网站首页 | 工控文库 | 工控视频 | 工控软件 | 用户使用指南 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 网站地图 |手机版 | 广告服务

本网站所有文档及文件资料,除特别标明本站原创外,均来自互联网及网友上传,如有涉及版权问题,请联系我们,我们将第一时间处理。
我们保留版权,任何涉嫌侵犯本站版权的行为,本站保留追究其法律责任的权利。

Copyright © 2018-2020 www.gkwo.net  滨州新大新机电科技有限公司 版权所有 鲁ICP备11011731号-4