物理科技生物学-PHYICA

柔性皮肤贴片提供从人类操作员到远程操作机器人的触觉反馈

技术工程 2022-03-11 21:54:39

Flexible skin patch provides haptic feedback from a human operator to a remotely operated robot图1。表皮CL-人机界面系统的设计和架构。(一)机器人虚拟现实概念的示意图,其中一名护士戴着CL-HMI远程操作机器人,通过虚拟和触觉反馈读取温度计。带有七个弯曲传感器和五个致动器的CL-HMI的分解示意图。CL-人机界面系统的电路图。人机界面中柔性电路的设计。(五)光学图像和电路设计示意图,放大图嵌入。扭曲、拉伸和弯曲配置的CL-HMI的有限元建模和光学图像。图片:香港城市大学生物医学工程系刘一鸣。学分:DOI: 10.1126/sciadv.abl6700来自香港城市大学、大连理工大学、清华大学和中国电子科技大学的一组研究人员开发了一种柔性皮肤贴片,可以提供人和机器人之间的触觉反馈,允许远程操作机器人。他们在科学进展发表了他们的成果。工程师们一直在开发可以由操作员远程控制的机器人,但是,正如研究人员指出的那样,大多数这样的系统体积庞大,难以控制。除了视频流之外,它们通常也很少提供反馈。在这项新的努力中,中国的研究人员试图开发一个更加用户友好的系统。为此,他们创造了他们称之为电子皮肤的东西——一种柔性皮肤贴片,可以贴在人体控制器的皮肤上,捕捉运动和压力因素,如扭曲和旋转。

该贴片具有从自身传感器读取信息的传感器、发送接收信息的无线发射器以及辅助触觉反馈的小型振动磁铁。成组的贴片被放置在操作者皮肤上的重要连接处,例如肘部上方手臂前部的褶皱处。贴片中的一些传感器由之字形放置的导线组成,当贴片弯曲时,导线会被拉得更直,从而提供关于身体运动的信息——例如,弯曲肘部的手臂或释放手臂。

来自这些补丁的所有组合数据允许操作者控制远程机器人,而不必穿戴笨拙的装备。但是这个系统还有更多:补丁也被应用到机器人的各个部分,让操作者能够接收反馈。例如,在机器人的指尖贴上补丁,借助微小的振动磁铁,操作者可以感受到机器人手持物体的硬度。

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