碳管掺杂弹性体触觉阵列

无线柔性压感

通过可调谐振频率的多层微锥结构实现高灵敏、低检测限与机器学习高精度定位，适用于软体机器人无线触觉感知。

Xu, Baochun · 陈达 · Yu, Wang · Ruili, Tang · 杨丽娜 · Hui, Feng · 刘一剑 · 王卓鹏 · Fei, Wang · Zhang, Tong

Advanced Electronic Materials 2023

参数信息

检测限

<1 Pa

低压灵敏度

17.49 MHz kPa⁻¹

定位准确率

98.5 %

单元频率间隔

15 MHz

可区分物体数

6

技术优势

频率可预设

通过调节PDMS介电层中MWCNT掺杂浓度来设定各谐振单元的初始频率，使四个单元间隔15 MHz，防止信道内谐振峰重叠。

轻触即响应

多层微锥结构使检测限低于1 Pa，能感知极轻微的接触，适用于精细触觉任务。

定位免标定

基于机器学习的策略通过一次S11读取即可识别触觉位置，在六种刺激模式下达到98.5%的准确率，省去了逐点扫描或复杂标定。

抓取可辨物

安装在软体机械手上时，RFTA在抓取过程中能区分六种物体，为机器人提供触觉反馈以调整抓取。

应用场景

• 软体机器人触觉：为软体机器人提供无线触觉反馈，无需有线连接即可感知接触位置与压力。
• 可穿戴压力监测：柔性阵列可贴合皮肤，轻触即响应，用于可穿戴设备中的压力监测。
• 无线传感阵列：阵列单元频率可调且间隔设定，支持无线多路压力映射。
• 机器人抓取感知：安装在机械手上可在抓取时分辨物体，为抓取控制提供触觉感知。