新的电子皮肤创新赋予机器人和假肢一种特殊的触觉

[PConline 资讯]由于异步编码电子皮肤(ACES)是一种人工神经系统，机器人和假肢装置可能很快就会拥有相当于或优于人类皮肤的触觉。

由新加坡国立大学(NUS)的一组研究人员开发的电子皮肤系统已经实现了超高的响应性和对损伤的稳健性，并可以与任何类型的传感器皮肤层配对，以作为电子皮肤的有效功能。

这项创新是由新加坡国立大学工程学院材料科学与工程系的助理教授本杰明·蒂（ Benjamin Tee）和他的团队完成的。由于机器人需要有触觉才能更好地与人类互动，所以这项创新是必要的。“如今的机器人仍然不能很好地感知物体，”助理教授Tee解释道。他从事电子皮肤技术研究已有十多年，希望能给机器人和假肢设备带来更好的触觉。

新加坡国立大学的研究小组从人类的感觉神经系统中汲取灵感，花了一年半的时间开发出一种可能表现更好的传感器系统。ACES 电子神经系统可以探测到像人类传感器神经系统这样的信号，但与人类皮肤上的神经束不同，它是由一个由传感器组成的网络通过一个单一的导电体连接而成。它也不像现有的电子皮肤，有相互连接的布线系统，可以使他们对损坏敏感并且不容易恶化。

在阐述这一灵感时，助理教授Tee说:“人类的感觉神经系统非常高效，它一直在工作，以至于我们常常认为这是理所当然的。对于损伤它也表现得十分强健结实。如果我们能模仿我们的生物系统的工作原理，并使机器人电子神经系统变得更好，我们就能在机器人领域带来巨大的进步，之所以这么说，是因为电子皮肤在机器人领域的应用占主导地位。”

ACES 检测触摸的速度是人类感觉神经系统的1000多倍。例如，它能够在不到60纳秒的时间内区分不同传感器之间的物理接触——这是电子皮肤技术有史以来最快的速度——即使有大量传感器。启用了ACES 的皮肤还可以在10毫秒内准确识别物体的形状、纹理和硬度，比眨眼的速度快十倍。这是由于ACES 系统的高保真度和捕获速度。

ACES 平台还可以设计成对物理损伤具有很高稳健性的平台，这是电子皮肤的一个重要特性，因为电子皮肤经常与环境进行物理接触。与目前用于互连现有电子皮肤中的传感器的系统不同，ACES 中的所有传感器都可以连接到一个通用的导体上，每个传感器独立工作。这样一来，只要传感器和导体之间有一个连接，支持ACES 的电子皮肤能够继续工作，使它们不那么容易受到损坏。

即使是在传感器数量不断增加的情况下，ACES的简单布线系统和出色的响应能力也是关键特性，这将有助于扩大用于人工智能(AI)应用于机器人、假肢设备和其他人机界面的智能电子皮肤的规模。

助理教授Tee解释说:“可扩展性是一个重要的考虑因素，因为大型高性能电子皮肤需要覆盖机器人和假肢设备相对较大的表面积。ACES可以很容易地与任何类型的传感器皮肤层配对，例如，那些设计用来感知温度和湿度的传感器，以创建高性能的、支持ACES的电子皮肤，具有特殊的触觉，用途广泛。”

潜在的应用包括开发更智能的机器人，它们可以执行灾难恢复任务，或者接管日常操作，比如在仓库中包装物品。

【文章编译来源: Newelectronics】【PConline 编译：Tina】