Artificial Tactile Sensory Finger for Contact Pattern Identification Based on High Spatiotemporal Piezoresistive Sensor Array

压阻效应 材料科学 触觉传感器 感觉系统 鉴定(生物学) 传感器阵列 触觉显示器 触觉知觉 纳米技术 人工智能 光电子学 计算机科学 神经科学 感知 机器人 生物 植物 机器学习
作者
Qiangqiang Ouyang,Xiaoying Wang,Shaoyi Wang,Zizhen Huang,Zhaohui Shi,Mao Pang,Bin Liu,Chee Keong Tan,Qintai Yang,Limin Rong
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (44): 61179-61193 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsami.4c07056
摘要

Human fingertip tactile perception relies on the activation of densely distributed tactile receptors to identify contact patterns in the brain. Despite significant efforts to integrate tactile sensors with machine learning algorithms for recognizing physical patterns on object surfaces, developing a tactile sensing system that emulates human fingertip capabilities for identifying contact patterns with a high spatiotemporal resolution remains a formidable challenge. In this study, we present the development of an artificial tactile finger for accurate contact pattern identification, achieved through the integration of a high spatiotemporal piezoresistive sensor array (PRSA) and a convolutional neural network (CNN) model. Spatiotemporal characterization tests reveal that the artificial finger exhibits a fast temporal resolution of approximately 7 ms and achieves a two-point threshold of 1.5 mm, surpassing that of the human fingertip. To compare the performance of the artificial finger with the human finger in recognizing different patterns, we acquired pressure images by pressing the artificial finger, coated with a flexible PRSA film, onto both simple embossed and complex curved patterns while also recording human recognition results of perceiving these patterns. Experimental findings demonstrate that the artificial finger achieves higher classification accuracy in recognizing both simple and complex patterns (99.0 and 96.1%, respectively) compared to the human fingertip (69.1 and 22.7%). This artificial finger serves as a promising platform with great potential for various robotic tactile sensing applications including prosthetics, skin electronics, and robotic surgery.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
周周发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
幸福鱼发布了新的文献求助10
刚刚
可可发布了新的文献求助10
1秒前
药勺儿发布了新的文献求助10
2秒前
水心发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
李爱国应助程小小采纳,获得10
5秒前
领导范儿应助ddd采纳,获得10
5秒前
也许,发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
gghh发布了新的文献求助30
7秒前
可爱的函函应助yao chen采纳,获得10
7秒前
7秒前
asfiretime发布了新的文献求助10
8秒前
在水一方应助风趣雅柏采纳,获得10
8秒前
8秒前
龙猪完成签到 ,获得积分10
9秒前
隐形曼青应助dm11采纳,获得10
9秒前
Leif应助一颗小纽扣采纳,获得20
10秒前
JamesPei应助sunsun10086采纳,获得10
10秒前
11秒前
可可完成签到,获得积分10
11秒前
今后应助chenchen采纳,获得10
11秒前
12秒前
Dr_Ma发布了新的文献求助10
14秒前
安白发布了新的文献求助10
15秒前
林海给林海的求助进行了留言
15秒前
16秒前
17秒前
油2发布了新的文献求助10
17秒前
Lucas应助asfiretime采纳,获得10
18秒前
隐形连虎完成签到,获得积分10
19秒前
退堂鼓批发商完成签到 ,获得积分10
19秒前
朴素的雨筠完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
大模型应助爱撒娇的雁卉采纳,获得10
21秒前
hhw发布了新的文献求助10
21秒前
幸福鱼完成签到,获得积分10
22秒前
ssss发布了新的文献求助10
23秒前
高分求助中
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger Heßler, Claudia, Rud 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 1000
Natural History of Mantodea 螳螂的自然史 1000
A Photographic Guide to Mantis of China 常见螳螂野外识别手册 800
Autoregulatory progressive resistance exercise: linear versus a velocity-based flexible model 500
Spatial Political Economy: Uneven Development and the Production of Nature in Chile 400
Research on managing groups and teams 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3330025
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2959638
关于积分的说明 8596158
捐赠科研通 2637996
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1444096
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 668934
邀请新用户注册赠送积分活动 656517