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基于摩擦纳米发电机多功能触觉传感系统

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近年来智能设备的快速发展使得人们对智能机器人等设备提出了更高的要求。不同于传统工业机器人的工作模式,智能机器人需要更自主的工作能力,这不但需要智能机器人有更优异的软件系统,同时其传感器也要更加智能化,触觉传感就是其中之一。

基于摩擦纳米发电机的多功能触觉传感系统

人类的触觉是一种高度复杂并且功能很多样的传感系统。开发具有相似功能的人工触觉系统的研究受到人们的持续关注。考虑到触觉的作用过程与摩擦运动的相似性,基于摩擦纳米发电机的触觉传感器不断被研究出来。这些研究主要集中在单一触觉领域的传感(例如接触觉、滑动触觉等),而人类的触觉却是多功能的集成系统。此外,人工触觉传感器仍然需要更智能化的设计。

最近,由中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士、曹霞教授指导的团队,通过结合单电极和双电极摩擦纳米发电机各自的优点,开发了一种多功能的综合触觉传感系统。这种新型多功能触觉系统综合了单电极摩擦纳米发电机在接触、定位等领域的优势,同时也利用了双电极模式在力学运动传感领域的优点,实现了对接触、相对硬度、触点位置以及接触外力的传感。该触觉传感器在40-140N的范围内,对外力有良好的线性响应。对触点具有2mm的平面分辨率。相关成果发表在ACS Nano期刊(DOI: 10.1021/acsnano.7b00396)。这项工作不但提出了一种多功能触觉传感系统的构筑方法,也进一步展示了摩擦纳米发电机在智能触觉传感领域的应用。


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