전기기계적으로 연결된 도체를 사용한 범용 촉각 감지

터치 또는 촉각 감지는 로봇 공학에서 외과 의학, 스포츠 과학에 이르기까지 다양한 실생활 응용 분야에서 근본적으로 중요합니다. 촉각 센서는 생물학적 촉각을 모델로 하며 연구자가 인간의 인식과 움직임을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 압력 분포 측정에 대한 새로운 접근 방식은 촉각 이미징 기술을 사용합니다.

촉각 이미징에 대한 가장 일반적인 현재 접근 방식은 압력 감지 재료로 구성된 센서 어레이를 사용하는 것입니다. 그러나 이러한 어레이는 복잡한 제조 프로세스가 필요하고 센서 설계에 제한이 있습니다. 두 도체 사이의 압력은 두 도체 사이의 전기 접촉 저항과 직접적인 관련이 있습니다. 이 관계를 이용하여 전기기계적으로 결합된 한 쌍의 도체로 구성된 센서가 개발되었으며, 여기서 한 도체는 구동 기능을 갖고 다른 도체는 프로브 기능을 수행합니다. 센서는 압력에 민감한 재료가 필요하지 않으며 제조가 더 간단합니다.

이 전략은 탄소 페인트와 같은 단순한 전도성 재료를 사용하여 접촉 압력 분포 측정을 위한 범용 촉각 센서의 개발을 가능하게 했습니다. 설계 개념은 전극에 연결된 기존의 도체를 기반으로 하는 유연한 센서의 개발을 가능하게 하는 메카트로닉스 기술의 혁신과 결합된 도체의 압력 분포를 결정하기 위한 단층 촬영 기반 접근 방식을 결합합니다.

제안된 방법은 높은 위치 정확도, 조정 가능한 감도 및 범위, 비교적 간단한 제조 프로세스를 가진 센서를 제공하기 위해 이전의 전기 임피던스 단층 촬영 기반 촉각 감지 기술을 개선했습니다. 센서는 전도성 직물 및 페인트를 포함한 다양한 전도성 재료를 사용하여 구현될 수 있습니다. 시트형 플렉서블 센서와 3D 프린팅된 구조물에 전도성 페인트를 코팅해 만든 손가락 모양의 센서를 제작했다.

감도 및 감지 범위의 조정이 용이하고 압력 추정 정밀도는 이 촉각 이미징 접근 방식이 다목적 로봇의 고급 제어를 가능하게 할 것으로 예상된다는 것을 의미합니다. 센서는 원격 장치 작동 및 산업 자동화와 같은 분야에서 사용될 수 있습니다.