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Skin-inspired tactile sensor based on gradient pore structure enable broad range response and ultrahigh pressure resolution

触觉传感器 材料科学 压力传感器 声学 灵敏度(控制系统) 响应时间 全球定位系统 分辨率(逻辑) 计算机科学 人工智能 机器人 机械工程 电子工程 工程类 电信 物理 计算机图形学(图像)
作者
Shuai Wang,Feng Gao,Yunxia Hu,Shichao Zhang,Huiming Shang,Jihong Yan,Biying Tan,Xin Zhang,Jia Zhang,PingAn Hu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:443: 136446-136446 被引量:44
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.136446
摘要

Tactile sensing is highly essential for the dexterous manipulation of robots. Nevertheless, the existed tactile sensors fail to realize high sensitivity and pressure resolution in a large pressure range, simultaneously. To concern this issue, we present a skin-structure inspired strategy to prepare gradient pore microstructure (GPS) films which thus have gradient elastic modulus along film thickness direction, similar to the dermis of skin. The tactile sensors made of this GPS films show an improved sensitivity of 3.74 kPa−1, an ultrahigh pressure resolution of 0.06% and broad range response of 0–800 kPa because of high structural compressibility and stress adaptation characteristics of GPS film. Meanwhile, the sensors achieve a fast response time of 15 ms and a low detection limit of 1.65 Pa as well as good cycle stability. Further, an 8 × 8 sensors array shows a performance of accurate real-time pressure mapping. Therefore, GPS-based sensors provide a new avenue to realize high-performance tactile perception in the artificial intelligence equipment.
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