AIに革命を:ヒューマノイドロボティクス向け先進心理感覚電子皮膚
人間の五感を模倣する電子デバイスの進化
人間の五感を模倣しようとする試みの中で、カメラやテレビなどの電子デバイスが開発されてきました。その結果、科学者たちは触覚、嗅覚、味覚の模倣に継続的に取り組んでいます。現在、触覚センシングの研究者たちは、ロボットが物体を掴む際の圧力を測定する物理模倣技術に焦点を当てていますが、柔らかい、滑らか、粗いといった人間の触覚感覚をどう模倣するかという心理感覚的触覚研究にはまだ長い道のりがあります。
「痛み」と「熱さ」を検出する電子皮膚技術
人間と同じように「チクッとした痛み」と「熱い痛み」を検出できる電子皮膚技術が開発されました。この技術はヒューマノイドロボットの開発に応用でき、義手を装着する患者にも使用できます。
圧力と温度を同時測定する簡素化されたセンサ構造
この電子皮膚はセンサ構造を簡素化し、圧力と温度を同時に測定できます。センサの測定原理に関わらず、様々な触覚システムに適用可能です。研究者たちは酸化亜鉛ナノワイヤ(ZnOナノワイヤ)技術に注目しました。これは圧電効果(圧力を検出して電気信号を生成)により電池不要の自己発電型触覚センサとして機能します。同時にゼーベック効果を利用した温度センサを適用し、1つのセンサで2つの役割を果たせるようにしました。
フレキシブル基板上での同時測定の実証
ポリイミドフレキシブル基板上に電極を配置し、ZnOナノワイヤを成長させ、圧力による圧電効果と温度変化によるゼーベック効果を同時に測定しました。チームはまた、圧力レベル、刺激面積、温度を考慮して痛み信号の発生を判断する信号処理技術も開発しました。
将来の触覚センサとヒューマンマシンインターフェースへの応用
このコア基盤技術は、将来の触覚センサ開発に必要な痛み検出を効果的に実現できます。様々な感覚を感じる電子皮膚や、新しいヒューマンマシンインターフェースへの幅広い応用が可能です。
センサー
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