Senzor inšpirovaný úhorom umožňuje robotom cítiť objekty bez fyzického dotyku

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Senzor využíva elektrické pole na bezkontaktnú detekciu širokého spektra materiálov.

• Zariadenie dosahuje citlivosť zmeny vzdialenosti 1,05 V na 50 mikrometrov.

• Systém funguje spoľahlivo aj po absolvovaní 10 000 cyklov testovacieho použitia.

Výskumníci z univerzity Xidian vyvinuli elektrostatický senzor, ktorý napodobňuje schopnosť elektrických úhorov vnímať svoje bezprostredné okolie. Technológia umožňuje robotom detegovať objekty a ich materiálové vlastnosti bez fyzickej interakcie. Zariadenie využíva vopred nabitý fluoropolymérový elektret, ktorý okolo seba vytvára stabilné elektrické pole.

Keď sa do poľa dostane iný objekt, naruší ho a vyvolá merateľnú zmenu napätia na uzemnenej elektróde. Vďaka tomuto pasívnemu princípu systém nepotrebuje na svoje fungovanie neustály prísun elektrickej energie. Tento systém dokáže na rozdiel od bežných kapacitných senzorov spoľahlivo rozpoznať množstvo rôznych druhov materiálov.

Úspešne deteguje vodivé predmety ako kovy, ale aj dielektrické predmety vrátane polymérov či skla. Každý materiál zanecháva v poli špecifickú elektrickú stopu, ktorá sa prejavuje zmenou tvaru snímanej vlny. Citlivosť mechanizmu umožňuje pri zmene vzdialenosti o 50 mikrometrov zaregistrovať zreteľný rozdiel napätia.

Fyzická odolnosť zariadenia bola preukázaná stabilnými výsledkami aj po 10 000 cykloch priblíženia a oddialenia predmetov. Inovácia nachádza uplatnenie v každodennej interakcii medzi človekom a strojom. Platforma dokáže v spojení s modelmi strojového učenia rozoznávať drobné defekty v povrchových úpravách výrobkov.

Systém umožňuje bezdotykové ovládanie gestami, kedy presne dekóduje pohyby rúk a premieňa ich na príkazy pre roboty. Bezkontaktné snímanie eliminuje problémy s mechanickým opotrebovaním a kontamináciou povrchov pri bežnom pracovnom dotyku. Zariadenie tak prináša bezpečnejšiu a plynulejšiu spoluprácu ľudí a strojov v náročnom priemyselnom prostredí.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Bezkontaktná detekcia odstraňuje opotrebovanie dielov a schopnosť rozpoznávať materiály na diaľku vylepšuje bezpečnosť spolupráce ľudí s robotmi.

Zdroj: interestingengineering.com foto: ChatGPT