研究人員表示，該傳感器在復(fù)雜任務(wù)中表現(xiàn)出卓越的測量性能、穩(wěn)定性和可重復(fù)性。

中國研究人員展示了一款人形靈巧手，可使機(jī)器人的手指在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)中可靠感知自身姿態(tài)。
研究團(tuán)隊(duì)將一種新型全向柔性彎曲傳感器嵌入該靈巧手中，使機(jī)器人能夠在精細(xì)操作任務(wù)中實(shí)時(shí)感知手指的屈伸和側(cè)向擺動(dòng)。

該靈巧手由浙江大學(xué)、杭州電子科技大學(xué)和麗水學(xué)院的研究人員共同開發(fā)，具備18個(gè)主動(dòng)自由度以及五根剛?cè)狁詈鲜种浮?/p>

軟體光學(xué)傳感器

每根手指都集成了一款軟體光學(xué)傳感器，由分段式PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）光纖、一個(gè)三色LED和一個(gè)顏色檢測器構(gòu)成。

該設(shè)計(jì)的工作原理是：當(dāng)傳感器彎曲時(shí)，紅、綠、藍(lán)三種光線的衰減程度各不相同。由于光纖的布局將俯仰和偏擺運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)分離開來，系統(tǒng)能夠?qū)⑦@兩種運(yùn)動(dòng)解耦，而不會(huì)混為一談。據(jù)新聞稿報(bào)道，該傳感器在100次循環(huán)測試中表現(xiàn)出很強(qiáng)的可重復(fù)性，三個(gè)光學(xué)通道的均方根誤差分別為2.1%、1.9%和3.2%。

該研究發(fā)表于《Microsystems and Nanoengineering》期刊，介紹了一種專為人形靈巧手設(shè)計(jì)的新型全向柔性彎曲傳感器的開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)在精細(xì)操作任務(wù)中的姿態(tài)感知。受人類手部精巧結(jié)構(gòu)和本體感知能力的啟發(fā)，本研究旨在提升機(jī)器人手部的靈巧性，尤其是在多自由度運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)感知方面。

傳感器在挑戰(zhàn)性任務(wù)中表現(xiàn)出卓越的穩(wěn)定性

研究人員透露，該傳感器在使用剪刀、操作電腦鼠標(biāo)和彈鋼琴等具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)中，展現(xiàn)出了卓越的測量性能、穩(wěn)定性和可重復(fù)性。研究人員表示，該技術(shù)解決了機(jī)器人手部在多自由度運(yùn)動(dòng)和全向姿態(tài)感知方面所面臨的挑戰(zhàn)。

研究團(tuán)隊(duì)還強(qiáng)調(diào)，該技術(shù)提升了機(jī)器人手部在精細(xì)操作任務(wù)中的能力，為人形靈巧手的進(jìn)一步發(fā)展鋪平了道路。

這種柔性傳感器最重要的優(yōu)勢之一在于其能夠提供精細(xì)的實(shí)時(shí)反饋。由于它可以檢測多種形式的力學(xué)交互——如壓力、應(yīng)變和彎曲——因此相比之前的系統(tǒng)，它賦予了機(jī)器人更細(xì)膩的觸覺感知。這在需要精度的任務(wù)中尤其有用。

該技術(shù)的潛在應(yīng)用廣泛且影響深遠(yuǎn)。在機(jī)器人領(lǐng)域，它可以使機(jī)器更謹(jǐn)慎、更精確地執(zhí)行復(fù)雜的操作任務(wù)。在假肢領(lǐng)域，這類傳感器可以幫助制造出能為用戶提供更自然觸感的人造肢體，從而改善控制性和舒適度。

此外，該技術(shù)還可用于監(jiān)測運(yùn)動(dòng)或輔助康復(fù)的醫(yī)療設(shè)備中。盡管該系統(tǒng)仍在不斷完善，包括在耐久性和數(shù)據(jù)處理方面的改進(jìn)，但它已向著將先進(jìn)觸覺感知集成到智能機(jī)器中邁出了重要一步。

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