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休斯敦大学开发多功能HMI设备可穿戴式贴片允许与机器人双向通信【热门新闻】

发布时间:2022年11月23日    点击:[0]人次

8月6日消息,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。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。

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。”

实现这一创新的余存江博士曾将上榜《麻省理工科技评论》的“35岁以下创新35人”榜单,获得先锋者称号。该榜单旨在于全球范围内评选出被认为最有才华、最具创新精神,以及最有可能改变世界的 35 位年轻技术创新者或企业家。

获奖事由正是发明了一种可拉伸的橡胶半导体材料,并在此基础上开发出了各种全橡胶电子晶体管、传感器、集成器件与系统,为半导体材料加上了“可拉伸”这一多年无法实现的性能,这也将在众多领域产生革命性的推动作用。我们有理由相信这项技术未来能够更好地改变我们的生活。

文章来源:机器人大讲堂

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