德米斯:在a-IGZO TFT上完全集成的大面积抓取状态适应触觉传感器系统的端到端设计

科学领域:

• 机器人和人工智能 机器人和人工智能
• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 传感器技术 传感器技术

背景情况:

• 现有的触觉传感器往往缺乏全面的掌握状态分析.
• 目前的系统在独立剪切和正常力检测方面扎.
• 大面积的电子皮肤需要集成的低功耗传感解决方案.

研究的目的:

• 设计和实施一个高分辨率,完全集成的触觉传感器系统 (DERMIS),用于大面积的电子皮肤.
• 开发一种能够测量多个接触线索的传感器,包括摩擦和力,用于适应性抓取.
• 展示从传感器到芯片上特征提取的端到端设计策略.

主要方法:

• 利用灵活的薄膜晶体管 (TFT) 技术进行大面积实施.
• 开发了一种新的差分电容传感器结构,用于独立剪切和正常力传感.
• 实现了模拟前端,用于直接在芯片上提取接触参数,避免复杂的算法.

主要成果:

• 在0.6毫米的距离下,达到2mN_RMS的类似人类的力分辨率.
• 证明了72μW的低每塔克斯电力消耗和0.36mm2的面积.
• 在9x4mm2的大面积基板上成功设计了该系统的原型,测量了摩擦,接触和起飞线索.

结论:

• 德米斯 (DERMIS) 系统提供了一种生物灵感,抓取状态适应的触觉传感解决方案.
• 接触参数的基于模拟的编码简化了处理,提高了效率.
• 这项工作为先进的机器人操纵和通过复杂的电子皮肤的人与计算机交互铺平了道路.