清华大学研制了一种多功能感知的触觉传感器并成功应用于垃圾分类-德赢Vwin官网网

近日，清华大学精密仪器系朱荣教授研究组在《科学机器人》（Science Robotics）发表研究论文，报道了一种多功能感知的触觉传感器，采用类皮肤的多层结构，将多模感知原位集成，实现对触感、物感、温感等多种感知的高密度集成，将触觉传感器应用于机器手抓握感知，实现了对抓握物品的形状、大小和材料等多属性识别，并成功应用于垃圾分类。

具有高灵敏和多维集成的柔性感知电子器件在医疗健康、智能机器人等领域有着广阔的应用前景。柔性电子感知，具有对周围环境和作用的感知能力，还能针对不同生理参数做出反应，可用于智能假肢和穿戴式生理监测，为医疗健康带来革命性的变化和进步；柔性感知也是智能机器人交互的关键，在仿生机器人非视觉传感技术领域有着十分重要的作用，感知和交互技术是未来机器人的重要发展方向。纵观现有国内外柔性感知传感器和系统，在高灵敏测量、多感知集成、低交叉耦合、低成本加工上仍然存在技术瓶颈，实际应用面临着巨大的挑战。

针对以上问题，清华大学朱荣教授研究组提出一种基于热感应的多维传感新机理，利用热敏膜和外界的传导/对流换热对自身电阻的调控实现了压力、温度、流场、热物性等参数的集成测量，由于采用简单的薄膜敏感结构和统一的热敏检测原理，多维感知柔性电子器件具有简单结构、集成度高、低交叉耦合、易调控、成本低等特点。研究成果以封面文章发表在Advanced Materials, 2017, 29(15), 1606151，并获得Transducers 2019国际会议的Outstanding Paper Award。研究团队将技术推广应用到健康监测和智能机器人，先后研制出新型穿戴式人体运动监测装备和机器人触觉感知系统。

穿戴式运动检测技术是外骨骼机器人、协作机器人等领域不可或缺的人机交互手段。随着信息、传感、驱动和材料技术的发展，外骨骼机器人作为助力助残设备在工业、医疗、军事领域逐渐展示出实用价值。目前，柔顺化、轻量化正成为外骨骼研究的新方向。朱荣教授研究组将多感知技术应用到穿戴机器人，研制出新型的可穿戴人体运动监测系统，采用自主原创的微型运动速度传感器结合微型惯性测量单元，发展新型的无积分数据融合算法，实现鲁棒性好、抗干扰强、长期无漂移的三维运动速度、运动加速度和肢体姿态的测量。

研究组将可穿戴运动捕捉系统应用于人体肢体动作捕捉，实现了对高动态拳击、踢腿、长跑运动等的准确实时监测。这项技术为人机协同领域提供了可行的运动监测手段，将促进外骨骼机器人、协作机器人等智能机器人的运动感知技术发展。相关研究成果以题为《可穿戴肢体运动捕捉系统》“A wearable motion capture device able to detect dynamic motion of human limbs”，发表在Nature Communications, 2020, 11, 5615，论文第一作者为清华大学精密仪器系博士后柳世强，通讯作者为清华大学朱荣教授。研究工作得到国家自然科学基金项目和国强研究院项目的资助。

图1 可穿戴人体运动监测系统

此外，面向智能机器人对触觉感知的应用需求。近日，研究组再次取得技术突破，研发出多维触觉传感器，实现触感、物感、温感等多种感知的原位集成，并将触觉传感器应用于机器人手感知系统，利用深度学习方法将感知转变为机器人对物品的认知，实现了对抓握物品形状、大小、温度和材质等多属性的高精准识别。

不同于常规触摸识别技术仅利用压力感知，研究组将力感和热物性等多模信息进行融合，使得物品识别的准确率大大提高，从基于单模压力感知的69%识别率提高到基于多模感知的96%识别率，研究组还进一步展示了利用具有多维触觉感知的机器手进行垃圾分类的应用，实现了对七类垃圾物品的高准确识别。

研究成果以题为《多维触觉传感器助力机器手物体识别》“Skin-inspired quadruple tactile sensors integrated on a robot hand enable object recognition”，发表在Science Robotics, 5, eabc8134 (2020)，论文第一作者为清华大学精密仪器系博士研究生李国朕，通讯作者为清华大学朱荣教授。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目和北京市自然科学基金重点项目的资助。

图2 多触觉感知助力智能机器人

责任编辑：xj

原文标题：清华大学在多功能感知传感器及机器人应用取得突破性进展

文章出处：【微信公众号：MEMS】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表德赢Vwin官网网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。举报投诉

传感器

传感器

+关注

关注
2550

文章
51034

浏览量
753034
机器人

机器人

+关注

关注
211

文章
28379

浏览量
206904
功能

功能

+关注

关注
3

文章
589

浏览量
29257

原文标题：清华大学在多功能感知传感器及机器人应用取得突破性进展

文章出处：【微信号：MEMSensor，微信公众号：MEMS】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。

博世与清华大学续签人工智能研究合作协议

近日，博世与清华大学宣布，双方续签人工智能领域的研究合作协议，为期五年。在此期间，博世将投入5000万元人民币。基于2020年成立的清华大学—博世机器学习联合研究中心（以下简称“联合研究中心”），博世和清华大学将进

发表于 11-20 11:37 •311次阅读

清华大学:软体机器人柔性传感技术最新研究进展

传感领域发表卷首（frontispiece）综述论文。这项工作全面总结了用于柔性传感器的智能材料以及先进制造方法，详尽归纳了不同类型的传感模

发表于 08-13 16:28 •1097次阅读

<b class='flag-5'>清华大学</b>:软体机器人柔性<b class='flag-5'>传感</b>技术最新研究进展

位移传感器：原理、分类、应用与未来趋势

位移传感器以其独特的测量能力，广泛应用于工业、医疗、汽车、航空航天等多个领域。本文将深入探讨位移传感器的工作原理、分类、应用及其发展趋势，揭示这一

发表于 08-07 18:10 •1046次阅读

基于PYNQ的智能垃圾分类系统

四种识别。将传感器检测一氧化碳、火焰传感器、红外温度的数据经过分析过后作是否开启的报警提示信号。系统还可以根据垃圾桶内

发表于 07-09 18:44

华中科技大学研发微型传感器，索尼预测其图像传感器市场份额明年将突破 60%

传感新品【清华大学：研发基于光纤传感技术的多模态触觉感知的仿生机械手】随着软体机器人技术的发展，触觉

发表于 06-07 08:41 •203次阅读

清华大学研发新型仿生三维电子皮肤系统

在科技日新月异的今天，清华大学再次引领了科研的潮流。6月5日，从清华大学传来喜讯，该校航天航空学院与柔性电子技术实验室的张一慧教授团队，成功

发表于 06-06 16:37 •386次阅读

清华大学柔性传感器最新成果登《Science》！获新华社等权威媒体报道！

6月5日，新华社以《祝贺我国科学家！》为标题报道，清华大学航天航空学院、柔性电子技术实验室张一慧教授课题组在国际上首次研制出具有仿生三维架构的新型电子皮肤系统，可在物理层面实现对压力、摩擦力和应变

发表于 06-06 08:37 •377次阅读

世界首款！又是清华：类脑互补视觉芯片“天眸芯”

近日，清华大学在类脑视觉感知芯片领域取得重要突破：清华大学依托精密仪器系的类脑计算研究中心施路平教授团队，提出一种基于视觉原语的互补双通路类脑视觉感

发表于 06-04 08:36 •403次阅读

清华大学研发成功大规模干涉-衍射异构集成芯片——太极

4月12日公布，清华大学研发出太极芯片，实现了每瓦160TOPS的高性能通用智能计算，这是该校电子工程系与自动化系共同攻克的难题。

发表于 04-12 15:50 •440次阅读

多功能触觉传感器及集成策略

目前最高印刷精度可达100 μm左右，技术相对成熟，工艺简单、效率高、成本低、适合批量生产。主要用于制造触觉传感器阵列中快速制备图案电极。

发表于 04-02 10:51 •951次阅读

什么是多功能传感器 多功能传感器的功能介绍

多功能传感器是一个集成系统，它将射频（RF）频谱中的多种功能（包括通信、雷达、电子战以及情报、监视和侦察（ISR））整合到一个

发表于 04-01 12:41 •663次阅读

传感器分类及20种常见传感器

、热量、比热；光： 2. 按工作的物理基础分类: 机械式，电气式，光学式，流体式等。以下是20种常见的传感器，它们在我们的日常生活中广泛应用：温度传感器（Temperature

发表于 03-27 08:38 •2624次阅读

用于机器人触觉和非接触距离感知的柔性双模态传感器设计

具有非接触式传感功能的柔性传感器的开发仍然是触觉感知的技术挑战。

发表于 02-28 09:58 •645次阅读

用于机器人物体识别和滑动检测的磁敏触觉传感器

据麦姆斯咨询报道，近日，中国科学院空天信息创新研究院陈嘉民研究团队开发了一种柔性磁敏触觉传感器，这种传感器模仿了人类皮肤毛发的结构，能够精确

发表于 01-26 10:23 •1497次阅读

清华大学成功研发无串扰量子网络节点

量子网络依托量子力学原理，以其特有的储藏、处置及传播性质，成为了量子通信和巨型量子计算的关键支撑。清华大学科研团队通过巧妙地运用同种离子的双译码量子比特，从而在全球范围内首次成功建立了无需干扰的量子网络节点。

发表于 01-24 14:19 •617次阅读