前言

王中林院士AFM：仿生毛須，可增強機器人的皮膚觸覺

觸摸感知，是人類最重要的感知能力之一，智能機器人也是如此。

目前對觸覺傳感器的研究主要集中在電子皮膚(e‐skin)上，但電子皮膚在重復(fù)使用后容易被弄臟、損壞和干擾，極大地限制了其在機器人中的實際應(yīng)用。

在這里，通過模仿動物使用毛發(fā)傳感器探索環(huán)境的方式，一種可彎曲的仿生胡須機械感受器仿生毛須機械感受器(biomimetic whisker mechanoreceptor，BWMR)被設(shè)計用于機器人觸覺感知。

由于摩擦電納米發(fā)電機技術(shù)的優(yōu)勢，仿生胡須機械感受器可以在不需要電源的情況下將外界機械刺激轉(zhuǎn)化為電信號，這有利于其在機器人中的廣泛應(yīng)用。

由于毛須的杠桿效應(yīng)，仿生毛須機械感受器可以通過放大外部微弱信號來區(qū)分1.129 μN的激振力。而增加毛須長度，可以進一步改善這種效應(yīng)。實時傳感是用BWMR演示的，展示了它在機器人觸覺系統(tǒng)中的潛力。

該傳感器具有易于制造、成本低、靈敏度高和穩(wěn)定性好的優(yōu)點。在此基礎(chǔ)上，作者還設(shè)計了基于靜電計原理的信號采集電路，以構(gòu)建用于機器人技術(shù)和工業(yè)應(yīng)用的觸覺傳感系統(tǒng)。

這種BWMR感受器有望被開發(fā)成多功能的擾動接收器陣列，可廣泛用于環(huán)境監(jiān)測、參數(shù)指示和工業(yè)設(shè)備感測以及機器人導(dǎo)航的觸覺技術(shù)、獵物跟蹤和危險規(guī)避。

上述研究以“Biomimetic Hairy Whiskers for Robotic Skin Tactility”為題，發(fā)表在最新一期《先進材料》(Advanced Materials)上。