Skinflow:En blød robotskin baseret på væsketransmission

Forskere ved Bristol Robotics Laboratory og University of Bristol har for nylig udviklet en ny blød robotisk hudlignende sensor, der er baseret på fluidisk transmission. Denne sensor, præsenteret på den anden IEEE International Conference on Soft Robotics (RoboSoft), kunne have interessante applikationer inden for en række forskellige områder, lige fra robotteknologi til virtual reality (VR).

"Integration af sensorer i robothænder er en vanskelig opgave, fordi vi er nødt til at presse mange komponenter ind på en begrænset plads, "Gabor Soter, en af ​​de forskere, der har udført undersøgelsen, fortalte TechXplore. "Vores idé var at transmittere de sensoriske signaler til andre dele af kroppen, hvor der er mere plads til sansnings- og behandlingshardwaren."

Hudflow, sensoren udviklet af Soter og hans kolleger, er delvist inspireret af biologiske mekanismer observeret hos edderkopper. Edderkopper er i stand til at overføre hydraulisk tryk til forskellige dele af deres kroppe til aktiveringsformål. Med andre ord, de kan generere tryk inde i deres kroppe og overføre denne energi til deres ben for at bevæge dem.

Forskerne forsøgte at reproducere denne mekanisme ved at kombinere væskefyldte bløde silikonekamre med optiske sensorer, der måler tryk, bøjning og vibration. Skinflow har tre nøglekomponenter:en blød hud fyldt med farvet væske, et display og et kamera. Når det er mekanisk stimuleret, volumenet af dets silikonekamre ændres, og denne ændring overføres til dens display via en inkompressibel, farvet væske.

"På grund af interaktion med huden, volumenet af Skinflows kamre ændrer sig og dette fortrænger den farvede væske, " Soter forklaret. "Væskeforskydningen måles af et kamera, og vi bruger billedbehandlingsalgoritmer til at kvantificere denne ændring. Denne måde, vi kan tilbage beregne placeringen og intensiteten af ​​brugerens interaktion med robothuden. "

Hudstrømssensorer er bemærkelsesværdigt lave omkostninger, skalerbar og sikker at bruge i menneskelige miljøer. I deres undersøgelse, forskerne præsenterede tre mulige implementeringer for deres sensor. Først, de brugte det til at skabe et soft button-array med fire trykfølsomme knapper.

De brugte den også til at bygge en 3-D blød touchpad, der består af to sensorlag orienteret i 90 grader i forhold til hinanden, som begge har otte makrokanaler fyldt med farvet væske. I denne implementering, Skinflow blev brugt til at måle placeringen og intensiteten af ​​en brugers berøring.

Endelig, forskerne integrerede sensoren med et smart vision-kamera og mikrocontroller. De tilsluttede derefter tre bløde bøjningssensorer til en enheds processorenhed og brugte dem til at styre lysstyrken af ​​tre LED-lys i realtid ved at bøje dem.

"Skinflow kan have mange applikationer, herunder virtual reality, robotteknologi, sundhedspleje, smarte hjem, bærbar teknologi og telemanipulation, " sagde Soter. "Det er også en meget lovende teknologi til applikationer, hvor standard elektroniske komponenter ikke kan bruges på grund af elektromagnetisk interferens, for eksempel i magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) scannere, eller radioaktivitet, for eksempel i atomkraftværker."

I fremtiden, sensoren udviklet af Soter og hans kolleger kunne hjælpe udviklingen af ​​en bred vifte af innovative og smarte teknologier. Forskerne eksperimenterer i øjeblikket med Skinflow og bruger det til at udvikle nye bærbare enheder med menneskelig interaktion.

© 2019 Science X Network