DGIST宣布,信息与通信工程系的Jae Eun Jang教授的团队开发了电子皮肤技术,可以像人类一样检测到“刺痛”和“热”的疼痛感。这一研究成果有望在未来的仿人机器人和佩戴假手的患者的开发中得到应用。
模仿人类五种感官的尝试导致了照相机和电视等创新电子设备的发展,这些发明极大地改变了人类的生活。因此,许多科学家不断进行模仿触觉、嗅觉和味觉的研究,由于各种原因,触觉被期望成为下一个模仿技术。目前,大多数触觉传感器的研究都集中在测量机器人抓取物体时所使用的压力的物理模拟技术上,而如何模拟人类柔软、光滑或粗糙等触觉的心理感觉触觉研究还有很长的路要走。
因此,张在恩教授组与大脑认知科学部的文第一教授组、信息通信工业部的崔志雄教授组、机器人工业部的崔洪秀教授组共同研究,开发出了能像人类一样感知疼痛和温度的触觉传感器。它的主要优点是简化了传感器结构,可以同时测量压力和温度,并且可以应用于各种触觉系统,而不考虑传感器的测量原理。
为此,研究小组重点研究了氧化锌纳米线(ZnO纳米线)技术,该技术由于具有通过检测压力产生电信号的压电效应,被应用于不需要电池的自供电触觉传感器。同时采用塞贝克效应(1)的温度传感器,使一个传感器可以同时完成两项工作。研究小组在聚酰亚胺柔性衬底上布置电极,生长ZnO纳米线,可以同时通过压力测量压电效应和温度变化测量塞贝克效应。研究组还成功开发出了根据压力水平、受刺激区域、温度判断疼痛信号产生的信号处理技术。
信息通信工程系的张教授表示:“开发出了未来型触觉传感器所需的能够有效探测疼痛的核心基础技术。”它是纳米工程、电子工程、机器人工程、脑科学等领域专家融合研究的成果,将广泛应用于具有多种感官的电子皮肤和新型人机交互。如果机器人也能感受到疼痛,我们的研究将进一步扩展到控制机器人攻击倾向的技术,这是人工智能发展的风险因素之一。”
1塞贝克效应:通过连接不同的金属形成电路,如果两个接入点上存在温差,则在电路上产生热电动势。
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