HCI人机交互人工智能传感器 由POSTECH教授Jeong Unong和材料科学与工程系的Insang You博士以及斯坦福大学的Zhenan Bao教授组成的联合研究小组共同开发了一种多模态离子电子皮肤,可以同时测量温度和机械刺激时间。该研究结果发表在11月20日的《科学》杂志上,其特征是通过应用离子导体的特殊特性来制作非常简单的结构。
人体皮肤中有多种触觉受体,可以检测高温或低温以及其他触感,例如捏,扭或推。通过这些受体,人类可以区分机械刺激和温度。如果对皮肤施加机械刺激,到目前为止制造的常规电子皮肤在测量温度方面存在困难。
人体皮肤可以自由拉伸但不会破裂,因为它充满了电解质,因此联合研究小组使用这些材料制成了传感器。他们还利用了这样的事实,即包含电解质的离子导体材料根据其测量频率可以具有不同的可测量特性。基于这一新发现,创造了一种多功能人工受体,可以同时测量触觉和温度。
此外,研究团队还得出了仅对离子导体中的温度响应的变量(电荷弛豫时间和归一化电容)以及仅对机械刺激响应的变量。只能在两个测量频率下获得变量的输出。电荷弛豫时间,即离子极化消失所花费的时间,可以测量温度并且不响应运动,而归一化电容可以测量运动而不响应温度。
这种具有简单的电极-电解质-电极结构的人工受体具有巨大的商业化潜力,并且可以精确地测量所施加物体的温度以及在受到外部刺激(如挤压,捏,散布和扭曲)时的方向或应变分布。可以自由拉伸或修饰但也可以检测温度的多峰离子电子皮肤有望应用于可穿戴温度传感器或类人机器人的机器人皮肤。
DOI:10.1126 / science.aba5132