基于的压力感应器阵列用于灵活的触觉皮肤
IEEE transactions on biomedical circuits and systems
|June 27, 2024
概括
这项研究引入了一种新的基于CMOS的压力传感器,用于生物灵感的机器人和智能假肢. 这种电子皮肤技术增强了触摸检测,并为患者康复和协助提供了负担得起的综合解决方案.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 生物灵感机器人和智能假肢有助于患者康复和日常协助.
- 对于人工四肢来说,用于力和触摸检测的电子皮肤至关重要.
- 当前的解决方案往往缺乏整合性和可负担性.
研究的目的:
- 提供完全集成的基于CMOS的应力传感器设计.
- 开发一个高动态范围传感器,以实现现实的触摸模拟.
- 提出一个可扩展和具有成本效益的触觉智能皮肤概念.
主要方法:
- 设计了一个基于CMOS的应力传感器,配备了自适应增益控制的切割放大器.
- 集成的四个传感结构用于局部应力梯度测量.
- 实现了I2C数据传输和低功耗模式的读出电路.
主要成果:
- 实现了从100kPa到100MPa的高动态范围.
- 传感器运行周期时间为10.2毫秒.
- 模拟功耗为 ~300 μA (运行) 和 ~30 μA (低功耗).
结论:
- 基于CMOS的设计使得大规模,负担得起的商业制造更容易.
- 该传感器适合集成到触觉智能皮肤应用中.
- 这项技术可以显著提高辅助设备的功能和可访问性.


