科技动态
您现在的位置:首页 > 动态资讯 > 科技动态
《科学》子刊登电子皮肤新技术:快速传感,可助机器臂敏锐反应!(转)
发布时间:2019-07-22 11:48:18 作者:

智东西7月16日消息,据《Science》子刊《Science Robotics》的论文介绍,新加坡国立大学研究者研发出一种人造皮肤,采用异步编码技术,从而大大提升了皮肤对刺激信号的传输速度。据称,该成果可以广泛应用于机器人、假肢等领域。

这是一种ACES电子皮肤,由新加坡国立大学的Benjamin Tee及其同事研发而成,成果介绍发表在论文《将人造外周神经系统用于可伸缩电子皮肤——受人类神经启发》中。

每个人都有超过150,000公里的神经,因此面对“咖啡杯烫手”等刺激人们可以立马做出反应。现在,学者Tee和他的同事受到人类神经的启发,研究出反应速度呈量级提高的电子皮肤。

一、异步编码,1万个传感器高速传输

ACES电子皮肤主要由物理传感器构成。这种传感器被放置在塑料夹层中,可以识别到压力、弯曲及温度。

异步编码电子皮肤(ACES)是一种神经模拟架构,可以同时传输热触觉信号,同时保持极低的延迟。即使在电子皮肤中有超过10,000个传感器,也能极快地传输信号。

针对具有单线传输能力的大型阵列的ACES体系结构

形象的来说,异步编码技术就好像“你传输吧,我去做我的事了,传输完了告诉我一声”,因此在ACES电子皮肤中,多个时间点的刺激信号可以近乎同时地快速传输。

当前,绝大多数电子皮肤采用的时分多址(TDMA)接入法存在局限。它允许多个传感器在不同的时间段来使用导电线,每个传感器需要一个接一个传输。随着阵列中传感器数量的增加,这种方法速度很慢。ACES电子皮肤应运而生。

二、可应用于机器人,“握杯不落”

实验中,研究者装置了多达240个人工机械感受器的原型阵列,这些感受器以1毫秒的延迟异步传输刺激信号,同时保持了小于60纳秒的超高时间精度,从而解决了快速触觉感知所需的精细时空特征。

ACES电子皮肤架构只需要一根导电线传输信号,多个传感器信号不需要由中央电子控制器一一通过,因此传感器可以动态地重新配置,并且能快速地应对刺激。

ACES-FA受体反应的时空模式使滑移状态能够被快速检测

这个改进意味着电子皮肤的信号传输速度将实现量级提升,能快速感受到温度和压力。团队在机器人手指上测试了这种电子皮肤。经测试,机器人可以抓住咖啡杯而不会滑落,因为一旦杯子将要滑落,机器手就可以敏锐地感觉到。

该团队预计ACES电子皮肤架构可以和多种类型的皮肤模拟传感器结合,比如机器人、神经网络、灵巧形态的神经计算硬件、假肢等等。

(来源:搜狐健康)