• 【柔性】高靈敏石墨烯或能使機器人觸覺再取得突破!

    來源:中科院重慶研究院與新加坡國立大學   發布時間:2019年06月21日

    導語:  中科院重慶研究院與新加坡國立大學合作,研制了三維微納共形石墨烯柔性力敏電極,并應用于高靈敏柔性壓容式觸覺傳感,主要指標已超越人類觸覺感知水平。

    中科院重慶研究院與新加坡國立大學合作,研制了三維微納共形石墨烯柔性力敏電極,并應用于高靈敏柔性壓容式觸覺傳感,主要指標已超越人類觸覺感知水平。

    該傳感器能夠更好地與機器人的異形曲面進行貼合,賦予機器人以觸覺功能,從而極大拓展機器人的智能化和應用領域。石墨烯材料不斷取得突破,未來市場空間巨大,機構預計到2020年石墨烯的市場規模將達到230億元左右。

    智能化是機器人技術最新發展的一個重要方向,而實現智能化的一個關鍵技術——觸覺傳感器技術,是制約其發展的重要因素。對于人類觸覺的模擬,既要滿足三維力測量的高靈敏度,又要有人類皮膚的柔性。目前針對強力信號(>10 kPa)的檢測技術已經成熟,而對于弱力(<5 kPa)及三維力信號的檢測仍需研究,同時柔性傳感器器件制造水平仍需提高。

    鑒于此,之前哈工大有研究提出,擬采用陣列結構化的石墨烯薄膜作為力學敏感材料,通過優化設計傳感器的結構和制造工藝,制備出高性能力學傳感器,并采用一體化的信號采集系統,實現力學信號的快速采集與分析。其利用材料的界面壓阻效應,設計了一種基于石墨烯的柔性三維力觸覺傳感器。

    傳感器總體結構包括表面凸起層、壓阻層和柔性電極三個部分。已發表的論文顯示,其對界面電阻產生的機理進行了分析,研究了傳感器三維力檢測原理,進一步利用硅光刻技術、濕法刻蝕工藝、反拷鑄膜法和層層自組裝技術(Layer-By-Layer,LBL)制作了帶有石墨烯薄膜的壓阻層。

    隨著智能機器人技術的迅猛發展,柔性多維力觸覺傳感器的研制與開發已成為機器人皮膚的研究熱點之一。柔性觸覺傳感器是提高機器人智能化水平的重要部件,它應當具有近似人類皮膚的柔軟性、靈活性,能夠作用于不同粗糙程度以及不同表面形狀的載體,并快速準確地完成對外界環境的信息感知與獲取任務。機器人具備智能觸覺感知能力對于確保其與外部環境之間交互的安全性和有效性至關重要。

    因此,類皮膚柔性多維力觸覺傳感器的研究在仿生智能機器人領域發揮著不可替代的作用。在機器人高速發展的當下,該項研究突破后商業化或許很快。

    來源:石墨烯聯盟
    編輯:chemical中文編輯部Annie

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