柔软，灵活的人造皮肤产生逼真的触摸感[视频]

皮肤系统的软传感器和致动器使人造皮肤能够符合佩戴者手腕的精确形状。

EPFL科学家开发了一种柔软的人造皮肤，提供了触觉反馈，并归功于复杂的自我传感机制 - 有可能瞬间适应穿着者的运动。新技术的应用范围从医疗康复到虚拟现实。

就像我们对听证和愿景的感官一样，我们的触摸感在我们如何与我们周围的世界互动和互动中发挥着重要作用。和技术能够复制我们的触摸感 - 也称为触觉反馈 - 可以大大增强人机和人机界面，以获得医疗康复和虚拟现实的应用。

EPFL可重新配置的机器人实验室（RRL）的科学家，由Jamie Paik和软化生物电子接口（LSBI）领导的实验室，由StéphanieHacour在工程学学院领导，组织开发了由硅胶制成的柔软，灵活的人造皮肤电极。这两个实验室都是NCCR机器人程序的一部分。

皮肤的软传感器和致动器的系统使得人造皮肤能够符合佩戴者手腕的精确形状，并以压力和振动的形式提供触觉反馈。应变传感器连续测量皮肤的变形，以便可以实时调整触觉反馈，以产生尽可能逼真的触摸感。科学家的工作刚刚发表于软机器人。

“这是我们第一次开发了一个完全柔软的人造皮肤，其中传感器和执行器都集成在一起，”该研究的牵头作者说，Marshal Sonar说。“这为我们提供了闭环控制，这意味着我们可以准确可靠地调节用户感受到的振动刺激。这是可穿戴应用的理想选择，例如用于在医疗应用中测试患者的预型化。“

触觉夹在有机硅层之间

人造皮肤含有软的气动致动器，其形成膜层，该膜层可以通过将空气泵入其而膨胀。致动器可以调谐到不同的压力和频率（最多100Hz或每秒脉冲）。当膜层膨胀和快速放气时，皮肤振动。传感器层位于膜层的顶部，并含有由液体固镓混合物制成的软电极。这些电极连续测量皮肤的变形，并将数据发送到微控制器，这将使用该反馈进行微调，以响应佩戴者的运动和外部因素的变化而微调。

人造皮肤可以拉伸到最高长度的四倍，最高达到一百万个周期。这使得对于许多现实世界的应用来说是特别有吸引力的。目前，科学家们已经在用户的手指上测试了它，并仍然改善了该技术。

“下一步将是在康复和虚拟和增强现实中开发一个完全可携带的原型，以便在康复和虚拟和增强现实中，”声纳说。“原型也将在神经科学研究中进行测试，在那里它可以用于刺激人体，而研究人员在磁共振实验中研究动态脑活动。”

参考：“闭环触觉反馈控制使用自感柔软的气动执行器皮肤”，由Harshal A. Sonar，Aaron P. Gerratt，StéphanieP.Lacour和Jamie Paik，2019年9月23日，软机械仪.DOI：
10.1089 / soro.2019.0013

图像和视频：epfl.