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生体模倣電子皮膚センサー、精密な動作追跡を実現

研究者たちが、人間の動作の動的プロセスを模倣できる「電子皮膚」センサーを開発しました。人間の手の皮膚の生物学的・動的プロセスを模倣し、物体が同様に振る舞えるようにすることを試みたものです。

このデュアルモードセンサーは、動きの大きさと負荷(テニスラケットを振る力など)だけでなく、速度、持続時間、方向も測定します。鍵は、これらの測定を分離し、個々のパラメータがどう影響し合うかを理解することでした。例えば、テニスボールをラケットで優しくバウンドさせるのと、相手にサーブするのでは、必要な入力が異なります。同じ変数が、義手を持つ人が卵を扱うかスイカを運ぶかを区別する際にも働きます。

センサーは、押す、曲げる、その他の動作の大きさを捉えるのに役立ちます。また、柔らかいロボティクスに応用すれば、魚を捕まえるなど繊細な物体操作が可能になり、災害時には不規則な空間に潜り込み瓦礫を動かすといった用途も考えられます。

データは、圧電信号と圧抵抗信号の間に生まれる相乗効果によって得られます。圧電信号は圧力などの外力を電荷に変換し、圧抵抗信号は電流を制御します。デュアルモードセンサーはサンドイッチ構造で、内部に2層のピラミッド形微細構造が向き合って配置されています。微細構造は、圧抵抗層から大きさと持続時間、圧電層から動的負荷率と方向を測定します。この相乗効果により、広い圧力・周波数範囲で高感度が得られ、特定の動きを模倣するために必要な力と柔軟性を精密に測定できます。

センサー

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