什么是觸覺傳感器?觸覺傳感器的用途
什么是觸覺傳感器?
觸覺傳感器是模仿人類觸覺的傳感器。
所使用的傳感裝置是將接觸面的壓力和振動轉換為電信號的傳感器,為了用人類的觸覺來模仿這種傳感器的功能,人們正在做出各種技術努力,包括與傳感器相關的技術技術.馬蘇. 此外,觸覺傳感器集成了溫度敏感性等多種信息,有些還能夠估計精致物體的紋理。
觸覺超越了評估物體屬性和紋理的能力,它在人類基本動作中也發揮著重要作用,例如以適當的力量抓住物體、握筆書寫等,對于科技的發展至關重要。
觸覺傳感器的用途
觸覺傳感器應用于醫療診斷、機器人,并應用于工業領域。
然而,近年來,人們對于觸覺(觸覺技術的總稱)在以VR(虛擬現實)為代表的游戲空間和虛擬宇宙領域的應用充滿期待。
1.觸覺傳感器的醫療應用
通過評估目標的硬度,可以高靈敏度地檢測出乳腺癌或前列腺癌引起的腫塊的存在,從而有助于早期發現癌癥。此外,通過評價表面粗糙度引起的粗糙度,用于皮炎、干皮病等的定量評價。
2. 觸覺傳感器在機器人中的應用
在機器人領域,我們開發了一種模仿手指的傳感器,并將其用作機器人手的傳感器,以提供調整握力的信息。
3、觸覺傳感器在工業領域的應用
在工業中,監控產品質地有助于質量控制。
4. VR 觸覺
在VR(Virtual Reality )世界中,3D眼鏡等產品已經商業化,但通過給VR穿上套裝和手套,并配備觸覺傳感器,可以在VR世界中創造出更多的現實。旨在重建一個充滿情感的世界。
觸覺傳感器原理
觸覺傳感器利用各種物理現象將與物體接觸的力轉換為電量,主要由轉換裝置(傳感器:元件)組成。這些電信號通過信號和信息處理電路進行分析。原則上,該傳感器可以采用多種檢測方法。
例如,有一種方法可以檢測由于在導電材料之間的空間中施加壓力而引起的電容變化。雖然取決于用途,但壓電陶瓷元件(PZT:鋯鈦酸鉛)在許多情況下通常用作傳感器元件。壓電陶瓷元件,也稱為壓電元件,在施加壓力時會產生電壓變化。這稱為壓電效應。
當施加壓力時,壓電元件的固體晶體中的離子排列發生變化,就會發生一種稱為電極化的現象,其中晶體的一端帶正電,另一端帶負電。壓力信息和振動頻率信息通過壓電元件轉換成電信號,然后通過由ASIC和其他器件組成的模擬和數字處理電路轉換成觸覺信息。
此外,作為光學原理,通過檢測傳感器內部光波導中散射光的變化,可以確定物體在傳感器表面上的接觸位置。
有關觸覺傳感器的其他信息
1.觸覺傳感器市場
觸覺傳感器市場規模預計將從 2019 年的 82.049 億美元增至 2025 年的 160.838 億美元。
觸覺傳感器是支持開發可與人類協同工作的機器人的關鍵要素之一。例如,美國麻省理工學院正在開發的一款名為RoCycle的機器人,其機器人手內置了一個能夠識別材料的觸覺傳感器,使其能夠識別并分離紙張、塑料和金屬,研究正在進行中。
韓國浦項工業大學目前正在開發一種人工指紋傳感器,該傳感器使用納米彈簧和其他材料來感應微小的壓力和振動。該公司宣布,通過使用機器學習分析觸覺傳感器獲得的信息,成功區分了八種纖維,準確率高達 99.8%。隨著觸覺傳感器精度的提高,預計未來需求將會增加,尤其是在機器人行業。
2.MEMS觸覺傳感器
MEMS(微機電系統)是利用微細加工技術將傳感器、電子電路等集成在基板上的裝置。
近年來,采用MEMS技術的超靈敏觸覺傳感器引起了人們的關注。
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3. 擴展到觸覺領域
除了VR世界之外,Haptics的應用正在擴展到各個熟悉的領域。例如智能手機屏幕上的主頁按鈕、電動汽車儀表板上的導航系統、用于電子身份驗證的觸摸筆和 PC 鍵盤。
在這些領域中,從觸覺技術的角度來看,創造小型、輕量、薄型且充滿真實感的觸覺傳感器非常重要。為此,制造商們競相開發尖端的MEMS技術、壓電器件技術和應用軟件。