半导体 制造具触感人工皮肤
两组美国研究团队从有弹性的半导体材料,研制出具有触觉感测的人工“皮肤”,将来可能打造出灵巧得足以握蛋,同时也有力拿稳平底锅的机器人。
足以让机器人拿稳平底锅这份发表在英国期刊“自然材料”的研究报告指出,实验显示该材料对压力反应的速度几与人类皮肤相同。虽然一些重要的障碍仍有待克服,但研发专家咸信,这项成就为现今笨拙的人工手臂与机器人,被代之以更聪明、具触觉感测的新一代义肢与机器人,迈出关键的一步。
加州大学柏克莱分校电子工程专家杰维指出,长久以来科学家苦思如何让机器人根据所接触的不同物质,来调整力度。压力感测材料的设计即是为克服这项挑战。
为新一代义肢迈出关键一步英国广播公司(BBC)新闻网指出,杰维研究团队研发的“电子皮肤”(e-skin)是由交叉的矽锗合金奈米线所建构,奈米线层覆盖于薄胶片上,形成薄膜电晶体(TFT),其上有压力感测层。穿流于薄膜电晶体的电流量是由运作于胶片上的压力所决定,压力越大,流过的电流也越大。
研究人员将薄膜电晶体物件摺叠成半径比铅笔还小的形状,但效能丝毫不减。同时,在测试一块四十九平方公分的原型电子皮肤后,发现其能感测○至十五千帕的压力,相当于打字或拿东西等日常活动所使用的力量。
史丹佛大学的化学工程专家鲍哲南则采取不同的进路,其研发的核心就是薄膜电晶体中间的微结构胶片,她说∶“有别于在奈米薄膜电晶体列阵上覆盖压力感测电阻器层,我们让电晶体能够感测压力,我们的微结构胶片能更快速的弹回原本形状、同时敏感度更高。” 她指出,其研发的成品甚至能监测到一只蝴蝶停留其上的重量,而且“反应的时间媲美人类皮肤,速度非常快,仅在毫秒之间。” 都柏林三一学院的奈米科技学家柏兰德,在“自然材料”的评论文章中赞扬这两个不同进路的研究,指其展现出以低价的制造技术解决重要技术问题的可能性,他也提到,仍有创意改善的空间,比如缩小感应器的距离,使得“感觉”能够极大化。
来源:自由时报
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