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《Science Advances》:休斯敦大学开发易于制造的柔性电子贴片,允许与机器人双向通信
2019-08-07  来源:机器人大讲堂
关键词:机器人 柔性贴片

  休斯敦大学的工程师开发了一种易于制造的柔性电子贴片,当贴在人体上时,可以将人的动作和其他命令引导给机器人,并从机器人接收温度反馈。

作者:风雨抚蕖

编辑:Monday

  与马克斯还未弄清人脑机制,就准备打开你的脑子相比,来自休斯敦大学的工程师更希望使用一款多功能HMI设备——可穿戴式贴片,让人类和机器的融合变得更加容易。

  这项研究成果发表在了不久前的Science Advances杂志上。

  这款可穿戴式贴片的厚度仅仅只有不到4微米,整个结构只使用了一种材料,但却包含了晶体管,RRAM存储单元,应变传感器,紫外光检测器,温度传感器和加热器。

这究竟是什么样的神奇贴片?

一贴控制机械臂,两贴机器热反馈 

参与本项研究的志愿者在手背贴上了可穿戴式贴片,通过对人手部动作的捕捉将肌肉信号直接用于引导机器人。

为了更好地控制机器人的动作,机器人同样可以来上这么“一贴”。

  这样就可以通过贴片的集成加热器电路,从机器人手向人手提供温度反馈来关闭人机控制回路。

  可以看到,两手相握时白框区域温度明显上升,松开后温度很快回到了体温。

  通过这样的机制,贴片实现了机器和人的双向通信。

  这与脑机接口相比,虽然不能直接通过意识控制机器人,但至少不用面临巨大的未知风险。

看似泡面,内藏玄机

  乍一看,这4微米厚的贴片没什么特别的,甚至不免令人想起了肥宅必备的泡面,但是这小小的身躯下却暗藏玄机。

  放大来看我们才发现,其实每根面条的形态是不一样的,每一个不同的形态实际上就对应一种元器件。

  从左到右依次是,RRAM,FET,UV传感器,温度传感器和应变传感器。

  这些器件都是研究人员使用光刻法图案化的结构,由50纳米厚的金导体,氧化铟锌(IZO)半导体,聚酰亚胺封装和(用于晶体管)常见的介电环氧树脂SU-8组成。

  导体的泡面状允许器件与聚酰胺一起伸展而不会断裂,这样柔软的质感,使得人在佩戴时获得更好的触感。

革命性创新,前景可期 

  正如该项研究的带头人余存江博士所说:“传统上,要实现多种功能,您可能需要将多种材料或多个芯片集成在一起。但现在使用一种材料就可以做到这一切。”

  论文链接:https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaav9653

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(责任编辑:xu)
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