日前，發(fā)表于《科學(xué)-機(jī)器人學(xué)》雜志上的一項(xiàng)科學(xué)成果顯示，一種能感知溫度和壓力的人造皮膚發(fā)送信號(hào)的速度比人類神經(jīng)系統(tǒng)快1000倍。或許有一天，這種皮膚可以覆蓋假肢，從而幫助人體更好地利用后者，或者用于機(jī)器人，以輔助它們感知周圍環(huán)境。

新加坡國(guó)立大學(xué)的Benjamin Tee和同事發(fā)明了這種人造皮膚。它由物理傳感器組成，可檢測(cè)壓力、彎曲和溫度。這種皮膚由橡膠和塑料復(fù)合材料制成，包括1毫米見(jiàn)方的傳感器。

當(dāng)皮膚擠壓某物時(shí)，上面的傳感器將電脈沖傳回一個(gè)接收器。每個(gè)傳感器都有一個(gè)獨(dú)特的脈沖使其可被識(shí)別，這意味著多個(gè)信號(hào)可通過(guò)一個(gè)接收器組合起來(lái)，加快傳輸速度。

所有傳感器都用一根電線連接在一起，表明來(lái)自整個(gè)皮膚的測(cè)量數(shù)據(jù)可同時(shí)到達(dá)?！跋啾戎?，大多數(shù)電子系統(tǒng)是同步的，這意味著它們需要一個(gè)一個(gè)及時(shí)掃描每個(gè)傳感器?！盩ee介紹說(shuō)，“逐一掃描每個(gè)傳感器需要時(shí)間。如果你有1000個(gè)傳感器，每個(gè)需要1毫秒的掃描時(shí)間，那么整個(gè)掃描操作需要整整1秒。”

人體皮膚傳感器發(fā)送信號(hào)的最大頻率小于1千赫茲(kHz)，即每秒1000次。相比之下，Tee的傳感器以9兆赫茲(Mhz)或每秒900萬(wàn)次的速度發(fā)回信號(hào)。

Tee舉例說(shuō)到，當(dāng)我們觸摸一杯咖啡時(shí)，皮膚會(huì)立即向肌肉和大腦發(fā)送電信號(hào)，進(jìn)行處理。信息是通過(guò)神經(jīng)傳遞的，我們有很多神經(jīng)。事實(shí)上，每個(gè)人體內(nèi)都有超過(guò)15萬(wàn)公里的神經(jīng)。

Tee團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了不同類型的傳感器，從而更好地反映人類觸覺(jué)。一種對(duì)快速動(dòng)態(tài)變化作出反應(yīng)，另一種對(duì)靜態(tài)力作出反應(yīng)，同時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)頻率隨著施加在物體上的力的增加而增加，第三種則感知溫度。

隨后，Tee和同事將人造皮膚放在一只握著一杯熱咖啡的假手上，發(fā)現(xiàn)這3種感覺(jué)都被記錄下來(lái)。這有潛力大大簡(jiǎn)化，使機(jī)器人可能擁有像人類一樣的全身皮膚。Tee表示，這項(xiàng)技術(shù)的另一種應(yīng)用可能是用于先進(jìn)的假肢，使個(gè)人恢復(fù)知覺(jué)。

延伸閱讀：機(jī)械臂中的慣性導(dǎo)航傳感器

在工業(yè)市場(chǎng)應(yīng)用中，慣性導(dǎo)航器件漸漸成為機(jī)械自動(dòng)化中必不可少的器件。通過(guò)高精度的位置姿態(tài)測(cè)量，并且通過(guò)算法與其他傳感器融合，從而使精密儀器和機(jī)械臂的控制更加精確有效。

目前，慣性導(dǎo)航傳感器可用于在工業(yè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制上，檢測(cè)和測(cè)量加速度、傾斜、沖擊、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和多自由度(DoF)運(yùn)動(dòng)，是解決導(dǎo)航、定向和運(yùn)動(dòng)載體控制的重要部件。通過(guò)輸出高精度運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息，不僅能改善性能，而且能提高機(jī)械臂的可靠性、安全性，使機(jī)械臂更加精確和高效。