具有觸覺斷層掃描成像功能，能檢測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)并重構(gòu)出3D輪廓圖

羊城晚報全媒體記者 陳卓棟 通訊員 江逸軒 譚耀廣

記者2日從五邑大學(xué)獲悉，近日，該校陳智明博士、羅堅(jiān)義教授課題組開發(fā)了一款具有觸覺斷層掃描成像功能的仿生手指，不僅能感知物體表面信息，還能檢測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)并重構(gòu)出其3D輪廓圖，打破了觸覺技術(shù)停留于檢測物體表面信息的困境。

【資料圖】

從人類手指獲得靈感

“靈感來自人類手指。”羅堅(jiān)義說，“當(dāng)人們用手指觸摸自己的身體時，不僅能感覺到皮膚的質(zhì)地，還能感覺到皮膚下骨骼的輪廓。”

觸覺感知對人類獲取環(huán)境信息起著非常重要的作用，它甚至可以使人類在缺失視覺的情況下通過觸摸來感知環(huán)境中復(fù)雜的信息。人體手指覆蓋著最密集的感受器，具有高靈敏度的觸覺感知，不僅可以感知物體表面信息，如表面輪廓、表面紋理及軟硬度等，還可以粗略地感知物體表層下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

羅堅(jiān)義表示，為模擬人類手指的觸覺感知，研究者開發(fā)出了各種各樣的觸覺傳感器，并將其應(yīng)用在仿生機(jī)器人上以獲取外界信息。但此前的觸覺感知技術(shù)還停留在獲取物體表面的信息的階段，沒能實(shí)現(xiàn)對物體表層下內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測。

未來或可用于“助殘”

陳智明介紹，這項(xiàng)研究目的是想開發(fā)出既可以檢測紡織面料的表面紋理，也可以檢測人體內(nèi)部硬塊的仿生手指。

該仿生手指通過內(nèi)置課題組自主研發(fā)的碳纖維基觸覺傳感器和觸覺反饋系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對外力的定量響應(yīng)，使其可以識別物理接觸并做出相應(yīng)的反應(yīng)。同時，通過仿生手指對物體進(jìn)行恒力掃描，獲取恒定壓力下對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)，并基于位置數(shù)據(jù)重構(gòu)物體內(nèi)部的三維輪廓圖。

陳智明介紹，這項(xiàng)技術(shù)未來可以分兩個方向發(fā)展：一是斷層掃描成像技術(shù)方向，通過不斷提升其檢測靈敏度和分辨率，使其可以媲美于光學(xué)檢測技術(shù)；另一個方向是智能仿生機(jī)器人技術(shù)，將該仿生手指進(jìn)一步與仿生機(jī)器人結(jié)合，開發(fā)出具有和人類相似機(jī)動性和感知功能的仿生機(jī)器人，并嘗試將仿生手指與人的假肢結(jié)合，幫助殘疾人恢復(fù)對外界環(huán)境的感知功能。

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