电子皮肤让机器人活了?有光就能发电无需传感(2)
如图,该电子皮肤能够对接近的各种物体进行定位、边缘检测(Edge detection) 和立体三维形状评估。
研究人员表示,如果是自主的、电池供电的机器人,加上传统的需要供电的电子皮肤会有很大的问题,因为这样就会导致减少机器人的续航时间。如果采用了格拉斯哥团队研发的这种可以产生能源的电子皮肤,那么就可以大大提升机器人的续航时间,因为你可以在机器人运行期间继续充电。
所以从本质上讲,该团队把如何为大面积的电子皮肤供电的这一大挑战,变成了一个机会,他们把电子皮肤变成了一种能源生成的资源。
在应用方面,在研究人员的设想中,除了在机器人领域之外,这种创新的电子皮肤还具有材料集成的传感能力,因此有许多应用例如假肢。
由于使用了太阳能电池作为触摸传感器,这就比其他电子皮肤更轻盈,这将有助于制造重量和尺寸最佳的假肢,从而让假肢使用者更方便地使用。研究人员表示,真正的行动是在电子皮肤接触物体之后才开始的,而他们的带有太阳能电池的电子皮肤可以领先一步,因为它在物体接近时就识别到了物体,这样就有了更多的时间准备行动,该特性可用于有效减少脑机接口中经常出现的时延问题。
在自动化领域,特别是在电气和交互式车辆方面也可能应用。一辆覆盖着太阳能电子皮肤的汽车,由于其近距离感应能力,将能够 “看到” 接近的障碍物或人。研究人员表示,这当然不是生物意义上的用眼睛去看,而是从机器的角度出发。此外,手势也可以被识别,并可用于基于手势的控制,还可以应用于游戏中的手势识别控等其他领域。
该团队还试验过将这种电子皮肤加到机械臂的末端,类似于汽车制造厂等地方的机械臂。电子皮肤的传感器能够在感应到意外物体时停止手臂的运动,这有助于防止工业事故的发生。
在实验室中,测试是用 650 勒克斯的单一白光光源进行的,但研究人员认为,如果他们的电子皮肤可以区分的多种光源,就会产生很多有趣的可能性。为此他们正在探索不同的人工智能技术,以创新的方式处理数据以便他们可以识别光源的方向以及物体。
该团队的成就让我们更接近一种灵活、自供电、高性价比的电子皮肤,既能感知触摸,还能 “看”。然而,目前,仍然存在一些挑战,其中之一就是灵活性,在原型中,他们使用了由非晶硅制成的商用太阳能电池,每个电池的体积都是 1 厘米 ×1 厘米。虽然被集成在柔性基板上,这种电子皮肤还不够灵活,研究人员目前正在探索基于纳米线的太阳能电池。另一个不足之处是 “集成挑战”,即如何使这种太阳能电子皮肤与不同的材料一起配合。
电影《星球大战》中, 卢克?天行者的机械手拥有完整的感觉能力,能够非常灵敏地感觉到外界压力。30 年过去了,我们也看到,电影中的画面越来越成为一种现实,电子皮肤正在成为未来电子工业发展的一个重要方向和趋势。
虽然还有很多科学问题要解决,但电子皮肤未来可期。或许在未来,你不仅可以给你的手机系统、游戏角色换皮肤,还能真正给你自己换上电子皮肤。
文章来源:《电子政务》 网址: http://www.dzzwzz.cn/zonghexinwen/2021/0306/566.html