Frequency-selective acoustic and haptic smart skin for dual-mode dynamic/static human-machine interface

计算机科学 触觉技术 声学 频率响应 动态范围 渲染(计算机图形) 材料科学 人工智能 工程类 计算机视觉 电气工程 物理
作者
Jonghwa Park,Donghee Kang,Hee Young Chae,Sujoy Kumar Ghosh,Changyoon Jeong,Yoojeong Park,Seungse Cho,Youngoh Lee,Jin‐Young Kim,Yujung Ko,Jae Joon Kim,Hyunhyub Ko
出处
期刊:Science Advances [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:8 (12) 被引量:94
标识
DOI:10.1126/sciadv.abj9220
摘要

Accurate transmission of biosignals without interference of surrounding noises is a key factor for the realization of human-machine interfaces (HMIs). We propose frequency-selective acoustic and haptic sensors for dual-mode HMIs based on triboelectric sensors with hierarchical macrodome/micropore/nanoparticle structure of ferroelectric composites. Our sensor shows a high sensitivity and linearity under a wide range of dynamic pressures and resonance frequency, which enables high acoustic frequency selectivity in a wide frequency range (145 to 9000 Hz), thus rendering noise-independent voice recognition possible. Our frequency-selective multichannel acoustic sensor array combined with an artificial neural network demonstrates over 95% accurate voice recognition for different frequency noises ranging from 100 to 8000 Hz. We demonstrate that our dual-mode sensor with linear response and frequency selectivity over a wide range of dynamic pressures facilitates the differentiation of surface texture and control of an avatar robot using both acoustic and mechanical inputs without interference from surrounding noise.
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