新型離子皮膚可為機械人提供觸覺感知和質感識別功能
簡介
中國東華大學的研究人員成功設計了一種離子皮膚，該皮膚可用於仿效人手指的功能，提供機器人觸覺感知和質感辨認能力。在一項最新發表在《Advanced Materials》期刊的論文中，研究團隊透過引入離子技術，進一步提升人工手指的模擬能力。該研究發現，較硬的仿生手指雖然在過去幾年中已經被廣泛報導，但在設計人造“柔性”離子皮膚時面臨兩個主要的挑戰：如何克服觸覺壓力感測器中的應變干擾以及達到像手指一樣的細微紋理識別能力。方法
東華大學研究人員透過在羥膠材料中使用 Liesegang Patterning 策略來製造仿生手指。此技術包括一種沉澱反應來在氫凝膠材料中形成模式。在製造仿手指這樣的物體時，科學家使用了這一技術製造了硬形態，嵌在彈性氫凝膠中，以模擬人手指上觸覺感受器官的剛性脊梁。研究人員將製造的手指狀物體嵌入了另一種壓電離子凝膠中，以模擬生物多模式觸覺系統，並測試了它的效能。結果
在一系列初步測試中，研究人員發現，在拉伸的情況下，重新設計的皮膚感應器仍然可以感知觸覺訊息。研究還發現，在將這一新型離子皮膚與另一壓電離子凝膠結合後，可在宕機器人抓取物體時實時獲取動態和靜態壓力訊號。研究人員在文章中表示新型離子皮膚的美學成長與觸覺感知和紋理識別能力達到了與真正手指相當的水平。這意味著未來可以利用這項技術來製造軟性機器人皮膚或人造手指，這些裝置可以在機械人抓取物體時實時獲取動態和靜態壓力訊號。討論
隨著機器人技術的發展，越來越多的研究開始關注如何為機器人創造更加逼真的觸覺感知和紋理辨認能力。本研究開發的新型離子皮膚技術為這一領域帶來了新的創新可能，如用於機器人眾包以及料理機器人等等。然而該技術仍然有很長的增長空間。由於 Liesegang-pattern mechanical sensing (LPMS)的各種優點，如具有可擴充套件性、可控性和可逆性，將來可以應用到所有機器學習領域中，發現更多應用的機會。該研究未來將試圖在超薄矩陣中引入 Liesegang 圖案，製造薄膜人造離子皮膚。結論
這項研究成功地開發了一種新型離子皮膚技術，可以應用於製造軟性機器人皮膚和人造手指。這種人造皮膚技術可以實時獲取動態和靜態壓力訊號，將大大提高機器人的觸覺感知和質感識別能力，使其更加接近真正人類的觸覺體驗。此外這種技術也在機器學習領域有著深遠影響，為測量、感知和控制技術方面的應用提供了更好的解決方案。最終這些技術將為人工智慧行業的發展帶來更多的新可能。Ion Skin Robot-機械人,離子皮膚,觸覺感知,質感識別,創新技術
