より優れたセンサを造るために人の手を模倣

September, 25, 2020, University Park--国際研究チームは､人の動作の動的プロセスを模倣できる｢電子スキン｣センサを開発した｡この研究成果は､Huanyu “Larry” Cheng教授によると､兵士など､非常に大きな損傷を受けた人々に役立ち､その動きを制御する能力を取り戻し､またスマートロボットの開発にも寄与する｡
研究成果は､Nano Energyに発表された｡

｢人の手の皮膚は素晴らしい､それはわれわれが模倣しようとしたものである｡われわれは､この生物学的､動的プロセスを再現して､物体が人の手と同じように動作するようにしたい｣とChengは言う｡

デュアルモードセンサは､動きの大きさと負荷の両方を計測する。これは､スイングするテニスラケットのように､速度､持続時間､方向を計測する｡仕掛けは､この計測を切り離し､分離したパラメタが相互にどう影響し合うかを理解することだった｡

例えば､ラケットで穏やかに跳ね返るテニスボールは､相手にサーブするボールとは異なるインプットを必要とする｡義肢を持つ人が､卵を扱う､あるいはスイカを運ぶ際に差別化することが必要である場合､その同じ変数が作用し始める｡

｢われわれは､こらのセンサを適用して､人が圧力､曲げなどの大きさを捉える際に役立てる｡また､これらのセンサをソフトロボットに利用して､繊細な対象物を操作することができる｡サカナを捕らえる,災害時に異常な空間に這って入り､デブリを除去する時など｣とChengは話している｡

Chengによると､データは､圧電信号と圧電抵抗信号の間で生まれる相乗効果によって伝えられる｡圧電信号は,外部の力､圧力などを計測し､電荷を生成する､それに対して圧電抵抗信号は､その電流を緩和する｡デュアルモードセンサは､対向したピラミッド形状のマイクロ構造の2つの内部層にいっしょに挟まれている｡そのマイクロ構造が計測するのは、圧電抵抗層からの大きさと持続時間、圧電層からの加重速度と方向。この相乗効果により、幅広い圧力と周波数範囲で高感度が可能になる。つまり、研究者は特殊な動きを模倣するために必要な力と柔軟性を正確に計測できる。

「われわれは、新しいものを造るためにとびっきり最高のモデルとセンサを統合した」とChengは話している。

(詳細はhttps://news.psu.edu)