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盲文识别难 新型仿皮肤压力传感器来助力

仪表深度 2020年01月10日 08:33:16 来源:仪表网人气:41981
  【仪表网 仪表深度】众所周知,相对于听觉、视觉而言,人们天生的触觉更加复杂,触觉感官的模拟十分困难,这种感官“集成”了上千种感受器来追踪不同类型的压力以及感受温度和位置变化的能力。特别是在现有的盲文识别方法中,盲文特征点的提取通常手工进行,费时费力,无法保证提取特征的有效性,抗干扰能力较差,识别精度较低。因此,开发一种高精度、实时、易于准确获知的盲文识别装置具有重要意义。
 
  在识别盲文的实验中,人造神经根据突触后的电流的峰值频率的特征,就能识别对应于盲文的每个像素。科研人员以3*2像素的盲文字符作用于6个压力传感器,并与6个对应环形振荡器实现信号的转换,最后通过N个突触晶体管获得突触后的电流波以实现对盲文自负的识别。
 
  传感器就是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、存储、显示、控制、记录及处理等要求。而新研发的新型仿皮肤式柔性压力传感器,是有中国科学院上海硅酸盐研究所王家成团队与复旦大学卢红亮和张卫团队合作,它有希望实现盲文的智能识别。
 
  据悉,研究人员表示新型仿皮肤式柔性压力传感器主要有三个部分组成,其分别对应了人体皮肤的三个部分,即表皮、真皮和皮下组织。顶部基质为荷叶棘突随机高斯分布的力信号感知层,与表皮结构形态相似。这种微结构对于提高灵敏度、增大可监测范围、测量和识别弱力必不可少。中间导电填料为力信号处理层,由多层 Ti2C-MXene 膜组成,在外力加载和卸载下,多层 Ti2C-MXene 层间距压缩和释放。底部基板是力信号转换层,其作用为将接收的力信号转换为电信号。该传感器灵敏度可达 507 kPa-1,显著优于报道的其他同类器件。
 
  “随着柔性电子技术的发展,可穿戴设备、仿生电子皮肤等柔性智能传感器件逐渐成为探索热点。”上海硅酸盐所—复旦大学联合培养博士生赵学峰如是说。而在此之前,据报道,斯坦福大学鲍哲南教授、南开大学徐文涛教授等团队宣布联合研发出一种人造感觉神经,能够以类似于生物神经的方式发挥作用,感知触摸过程并与其他神经沟通,帮助人们提高触觉的感官。
 
  触觉感受器由一组压力传感器组成,连接到一个作为人造神经元的环形振荡器上;一系列传感器负责感知压力信号,并由此产生相应的电压变化。之后,环形振荡器会将电压变化转变成电脉冲;最后,突触晶体管将电脉冲输出,从而形成完整的反射弧。而这一次的人造感觉系统能够帮助人造皮肤实现更接近生物体的触觉,该感觉系统已经能够感受方向、传递信息和识别盲文。
 
  视觉障碍人群在生活中会有许多的不便,随着科技的发展,小编在此希望,可以研发出更多更好的科技产品供他们使用,在一定程度上改善他们的不便。从上述可以看出,不论是新型仿皮肤还是人造感觉神经都需要压力传感器来帮忙。可以说是,传感器对于提高科技生活的感知能力十分重要,最后,希望科研人员可以早日研发出好的触觉系统,帮助视觉障碍人群。
 
  资料来源:中国科学报
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