所有文章 > 正文

可穿戴柔性人造皮肤问世!有望在医疗恢复和增强虚拟现实中大展手脚

作者: Jansfer

时间: 2019-10-09 11:17

日前,科学家开发出一款具有触觉反馈的柔性人造皮肤,借助于复杂的自我感知机制,该皮肤有潜力实现瞬时配合穿戴者的动作。这项新技术应用广泛,从医疗恢复到虚拟现实都有涉及。

日前,科学家开发出一款具有触觉反馈的柔性人造皮肤,借助于复杂的自我感知机制,该皮肤有潜力实现瞬时配合穿戴者的动作。这项新技术应用广泛,从医疗恢复到虚拟现实都有涉及。

正如人体的听觉和视觉,触觉在人体感知世界并与之交互的过程中也扮演着十分重要的角色。这项能够复制人类触觉的技术,即实现触觉反馈,可以显著增强人机交互界面的功能,例如医疗恢复和虚拟现实。

Jamie Paik领导的EPFL可重构机器人实验室(RRL),工程学院Stephanie Lacour领导的软生物电子接口实验室(LSBI),这两家实验室的科研人员合作开发了一种由硅树脂和电极组成的柔软、灵活的人造皮肤。实际上,他们都参与了NCCR机器人项目。

该皮肤的感受器和效应器系统使得人造皮肤能够配合穿戴者的姿势,如手腕的形态,并以压力和震动的形式向穿戴者提供触觉反馈。其中,形变感受器会持续测量皮肤的变形,进而实时调整触觉反馈,为使用者创造尽可能逼真的触觉感受。这项科研工作已发表在期刊Soft Robotics上。

该研究第一作者Harshal Sonar说道:“这是我们首次制造出集成感受器和效应器于一体的全柔性人造皮肤,从而实现了闭环控制,也就是说,我们可以精准地调节作用在使用者身上的震动刺激。这项技术非常适合于穿戴应用,例如,医疗中测量患者的本体感受。

硅树脂层中的触觉学

这种人造皮肤包含柔性气动效应器,它是一种充气实现膨胀的薄层,可以调节压力和频率(高达100 Hz,每秒100次脉冲),而皮肤震动是通过薄层的快速膨胀和缩小实现的。另一方面,感受器位于薄层的顶部,具有液-固态镓化合物制成的柔性电极。这些电极能够持续测量皮肤的形变,将数据传输至微控制器,然后微控制器利用这些数据来微调穿戴者的感受,实现对穿戴者动作和外部变化的响应。

这款人造皮肤可以被拉伸至原长的四倍,拉伸次数可达一百万次,因而受到许多的现实应用的青睐。目前,研究人员仍在改进该技术,并在使用者的手指上进行测试。

Sonar表示:“下一步将开发全穿戴式人造皮肤原型机,用于医疗恢复和虚拟增强现实等方面。这款原型机也将被用于神经科学领域的研究,例如,在磁共振实验中研究动态脑活动时,人造皮肤可以用来刺激人体。”

参考:https://www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190927074937.htm

https://actu.epfl.ch/news/artificial-skin-could-help-rehabilitation-and-enha/

[关于转载]:本文为“AMiner”官网文章。转载本文请联系原作者获取授权,转载仅限全文转载并保留文章标题及内容,不得删改、添加内容绕开原创保护,且文章开头必须注明:转自“AMiner”官网。谢谢您的合作。

二维码 扫码微信阅读
推荐阅读 更多