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盲文識別難 新型仿皮膚壓力傳感器來助力

2020年01月10日 09:20:06來源:儀表網點擊:1474


  【化工儀器網 行業動態】眾所周知,相對于聽覺、視覺而言,人們天生的觸覺更加復雜,觸覺感官的模擬十分困難,這種感官“集成”了上千種感受器來追蹤不同類型的壓力以及感受溫度和位置變化的能力。特別是在現有的盲文識別方法中,盲文特征點的提取通常手工進行,費時費力,無法保證提取特征的有效性,抗干擾能力較差,識別精度較低。因此,開發一種高精度、實時、易于準確獲知的盲文識別裝置具有重要意義。
 
  在識別盲文的實驗中,人造神經根據突觸后的電流的峰值頻率的特征,就能識別對應于盲文的每個像素。科研人員以3*2像素的盲文字符作用于6個壓力傳感器,并與6個對應環形振蕩器實現信號的轉換,最后通過N個突觸晶體管獲得突觸后的電流波以實現對盲文自負的識別。
 
  傳感器就是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、存儲、顯示、控制、記錄及處理等要求。而新研發的新型仿皮膚式柔性壓力傳感器,是有中國科學院上海硅酸鹽研究所王家成團隊與復旦大學盧紅亮和張衛團隊合作,它有希望實現盲文的智能識別。
 
  據悉,研究人員表示新型仿皮膚式柔性壓力傳感器主要有三個部分組成,其分別對應了人體皮膚的三個部分,即表皮、真皮和皮下組織。頂部基質為荷葉棘突隨機高斯分布的力信號感知層,與表皮結構形態相似。這種微結構對于提高靈敏度、增大可監測范圍、測量和識別弱力必不可少。中間導電填料為力信號處理層,由多層 Ti2C-MXene 膜組成,在外力加載和卸載下,多層 Ti2C-MXene 層間距壓縮和釋放。底部基板是力信號轉換層,其作用為將接收的力信號轉換為電信號。該傳感器靈敏度可達 507 kPa-1,顯著優于報道的其他同類器件。
 
  “隨著柔性電子技術的發展,可穿戴設備、仿生電子皮膚等柔性智能傳感器件逐漸成為探索熱點。”上海硅酸鹽所—復旦大學聯合培養博士生趙學峰如是說。而在此之前,據報道,斯坦福大學鮑哲南教授、南開大學徐文濤教授等團隊宣布聯合研發出一種人造感覺神經,能夠以類似于生物神經的方式發揮作用,感知觸摸過程并與其他神經溝通,幫助人們提高觸覺的感官。
 
  觸覺感受器由一組壓力傳感器組成,連接到一個作為人造神經元的環形振蕩器上;一系列傳感器負責感知壓力信號,并由此產生相應的電壓變化。之后,環形振蕩器會將電壓變化轉變成電脈沖;最后,突觸晶體管將電脈沖輸出,從而形成完整的反射弧。而這一次的人造感覺系統能夠幫助人造皮膚實現更接近生物體的觸覺,該感覺系統已經能夠感受方向、傳遞信息和識別盲文。
 
  視覺障礙人群在生活中會有許多的不便,隨著科技的發展,小編在此希望,可以研發出更多更好的科技產品供他們使用,在一定程度上改善他們的不便。從上述可以看出,不論是新型仿皮膚還是人造感覺神經都需要壓力傳感器來幫忙。可以說是,傳感器對于提高科技生活的感知能力十分重要,最后,希望科研人員可以早日研發出好的觸覺系統,幫助視覺障礙人群。
 
  資料來源:中國科學報
 
  編輯點評:中國物聯網校企聯盟認為,傳感器的存在和發展,讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官,讓物體慢慢變得活了起來。而如今新研發的新型仿皮膚式柔性壓力傳感器能助力盲文的智能識別,這不僅對于科學研究來說是一大進步,對社會文明而言也是一個跨越。相信隨著傳感器的深入研究,更多造福人類的設備將被研發。
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