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小编 2024-11-23 电子技术 23 0

这家深圳本土公司做出了性价比最高的电子皮肤

电子皮肤(E-skin)的相关技术是当前结合电子、机械、医学、材料、化学等领域技术的研究热点。电子皮肤可应用于机器人、人体假肢、VR虚拟现实的装备、可穿戴的智能化产品。华人鲍教授因在人造电子皮肤领域取得重大进展,被2015年12月Nature评选为影响未来的10大科学家之一。由此,可以看到电子皮肤相关技术的进步,对世界未来的生活将会带来革命性的变化。一家深圳本土创新公司推出的电子皮肤柔性触觉传感器,实现了低成本,高灵敏度,长寿命,一致性好,易于生产的问题。

图一

目前市面上的电子皮肤主要主要分为三大类:

一、压电薄膜式。国外研发人员对压电薄膜这种很偏爱,这主要是因为压电树脂具有均匀的压电性能,动态应力敏感性强,且具有较好的韧性和较强的弹性,体积大小可根据需求改变。缺点是价格较贵,不能检测静态的应力,如果碰触,碰到后不动,就没法识别了。

二、压敏电阻式。国内有很多专利都属于压敏电阻式,如图一中锯齿状图案,纳米碳管薄膜作为导电层,有一定的透光性,压力改变两个导电层的接触面积,改变接触电阻的阻值。

另外还有用压敏导电橡胶的方式,大多通过将碳纳米管和石墨烯填充到柔性基底中制备出的压阻型敏感元件,无论在精准度和成本消耗上都有着一定的优势,因而也备受国内研究人员的青睐。缺点是:它们的一致性不好,压力和电阻值之间的曲线是非线性的;两个导电层之间需要保持一定距离,按压久了就会像海绵被压缩,无法回弹。

三、电容式是新的研究方向,在两层导电膜之间可以是高弹性的胶体,也可以是充满炭黑硅橡胶的复合弹性介质。 图二 传感器机理式中: ε0为真空介电常数,εe为复合电介质有效介电常数,其值是关于炭黑在基体

中浓度的函数,A 为电容式压敏单元极板等效面积,d 为极板间距。

压敏单元受力被压缩,极板间距d减小、有效介电常数εe增加,使得输出电容C 增加,二者协同作用提高了触觉传感器的灵敏度。缺点是电容式跟压敏电阻式一样存在非线性的问题,检测电路更复杂,也存在温度漂移的问题。

深圳本土初创公司瑞湖科技,成功研发了基于压变化原理的电子皮肤柔性触觉传感器(如图三),不同于前面三种形式。是纯粹检测薄膜形变的技术,压力会导致薄膜变形,感应器会根据弯曲形变的大小,输出线性的电压值。(如图四)做到了非常高的应变系数,和应变范围;可以弯曲为10mm直径的圆,柔韧性非常好。 图三传感器电原理图图四电子皮肤形变示意图

瑞湖科技的电子皮肤是将高敏感的石墨烯复合材料涂布在PET薄膜表面,厚度只有0.3mm,瑞湖科技的电子皮肤应用时,只需在两面增加橡胶皮,作为保护层,和弹性体。当有压力时,橡胶皮会发生形变,带动感应薄膜变形,从而让感应器输出不同的电压。图五中3为橡胶皮,2是感应器薄膜,1是粘合的3M泡面胶。

图五电子皮肤结构

佩戴了瑞湖电子皮肤的扫地机器人,能够较好地实现扫地过程中的自动碰撞检测,检测是否碰到墙壁。在行走机器人项目上,客户将本技术用于足底压力检测,检测到地面是否平整,从而改变重心,避免机器人倾倒。

瑞湖的电子皮肤除了可以解决机器人的应用痛点外,我们也在如下领域与客户展开了深度的开发合作:

一,汽车:无人驾驶模式和有人驾驶模式的切换检测。车道保持功能也需要检测人手是否握住方向盘。检测司机驾驶掌握方向的情况,可以及时发现是否因为睡着了而松开方向盘。

二,智能运动:在智能鞋垫,服饰上,检测跑步时脚掌的受力情况,指导用户合理地纠正跑步姿势,提高运动效果并减少对关节的损伤。

三,智能家居:应用于桌椅、长凳上,检测如是否有人坐在凳子上。

四,生产自动化:在机械手臂的握力检测,能使机械手臂屈伸时检测是否抓到杯子,而不会把被子抓坏,也不会因为抓力不够,导致杯子滑落。

五,智能交通:流量检测,交通触发,违章停车等应用。

六,其它:电梯、地铁的关门检测感应器。

瑞湖公司已拥有多项专利,可以提供包括检测芯片、检测模块在内的整套解决方案。并提供PC调试、软件工具,使用户能够可根据自己的应用需求,灵活配置相关功能及灵敏度。

用于电子皮肤开发的硬件系统与软件开发包,包含如图六柔性触觉传感器一个,控制板开发一块(如图七),PC软件(如图八)。 图六柔性触觉传感器外形图七开发控制板图八开发软件包工作界面

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NASA发布“永动机”EM Drive后,中国:切~我早开始测试了

上个月,全世界正在欢庆 NASA 发布了 Electromagnetic Drive(电磁驱动,又或称相对性推进器、 EM Drive),尽管看起来是可行的,但因为没有任何作用力就产生了可以向前的动力被认为违反物理定律。

不过现在中国一不小心又走到了世界最前列,来自国际财经时报(IBTimes)的消息称,中国的科研人员宣称已经先于NASA正在天宫二号上进行测试,目前已能产生几个毫牛的推力,正在寻找可以将 EM Drive 用于发动卫星的方式。

永动机中国领先?

EMdrive被称为不可能性推进器,因为它违反了动量守恒定律。NASA在上个月确认该推进器确实产生了推力,并发表了一篇很可能具有划时代意义的里程碑式论文,引发全世界的震惊和轰动。这种匪夷所思的推进器能够使用的话,将开辟人类探索太空的全新时代,因为它可以让宇宙飞船抛弃化学燃料,4个小时到达月球,70天抵达火星,到比邻星也仅需100年。这种推进器利用微波在锥形腔体内的反复弹射,产生辐射压来推动锥体前进,但其背后的科学原理迄今也没有人知道。主流的推测是可能和真空的量子涨落有关,也就是说利用了宇宙中最基础的能量——真空零点能。

国际财经时报说,中国空间技术研究院(CAST)在北京举行了一次新闻发布会,证实中国政府自2010年以来一直在提供资金支持这项技术的研究,科学家们已经进行了一系列重复测试,开发出一种已在低地球轨道进行测试的设备。消息还称美国和中国一直都在向这些看似不可能的发动机投入大量资源,而现在中国取得了重大突破,NASA此前公布的测试结果实际上是重新确认了这项技术。

中国科技部官方报纸《科技日报》曾在12月10日以《电磁驱动:天方夜谭还是重大突破》为题报道了该消息,披露了中国空间技术研究所在EMdrive上的最新进展,称将在5年内实现工程应用,但没有提及在天宫二号上进行测试的消息。

争议

所以在我们尚未看到同行评审前,我们真的不能确定研究者是否正在外太空进行测试,更无法证实他们结果的可行性。但 CAST(China Academy of Space Technology)所述和提供给 IB Times 的匿名资讯相呼应。据传,中国方面已经着手建置 EM Drive 长达五年之久。

CAST 宣称他们观察到 EM Drive 制造出和 NASA 团队差不多的作用力。CAST 已经开始测试 EM Drive 是否真的能在太空中运行,如果真的成真的话,相信会是一大前进。EM Drive 是个推进系统可以假设制造作用力借由前后反弹。

上述的说明代表不再需要携带笨重的推进器,而发明者 Roger Shawyer 预测可以在 72 天之内到达火星。虽然这听起来很美好,不过现代的物理学界仍无法解释为何 EM Drive 可以成功运行。根据牛顿的第三运动定律,每件事都会有作用力和反作用力,如同 EM Drive 要产生作用力,它需要在另外一个方向产生推动力才可能成真,但事实上并非如此。

上个月 NASA 发布了同行评审内容说明了相同的事情。在尽可能消除了他们所做的错误后,他们发现 EM Drive 仍会产生些许作用力。很多知名的物理学家强调实验中并未察觉到的作用力可能有两种原因:一、实验存有错误,二、真实存在另外一种我们无法看见的力量。

未来发展

只要尚未在太空进行测试,外界都无法知道 EM Drive 的可行性。但如果中国团队现在做的事情真的成真,也许事情会有全新的样貌。在这场会议当中,团队成员也强调许多机器的需多部分仍需要突破。CAST communication satellite division 的主要设计师 Li Feng 受访时表示 EM Drive 只会制造豪牛顿的作用力(和 NASA 的版本相似),为了要让它可以运作,他们希望可以提升程度至 100 毫牛顿和 1 牛顿之间。

但是现在不论我们相信与否,中国的团队正在超前他们的 EM Drive 计划。“尽管这很难,但我们有信心可以成功!而且这项科技已经进行到试验的最后阶段,我们的目标是希望可以越快将科技变得可行越好!”团队成员之一说到。

网友热议:

__@yjy6302000:__回答“这个和磁焦距霍尔发动机是一回事么?有什么区别?” 霍尔虽然较化学火箭效率高多了,但仍然需要工质。这个玩意不需要工质,理论上有电就可以一直产生推力

__@小女孩不跟我走:__这个推进器的原理就是把微波离散为光量子,利用封闭锥腔的内表面和光量子的弹性碰撞,推动锥体前进。这不是锥腔光滑的问题,而是动量多出来的问题,以锥腔和光量子为系统,初动量是光量子的动量,而末动量是光量子的动量加上锥腔的动量。美国的解释是光量子的表面张力,限制了腔体的垂直变形,表面变形能的积聚产生水平力,光量子动量是有减少,但系统末动量还是大于初动量,数值前后不相等。关键是解释不了动量为何多出来了,哪来的多余力?

__@a穿a梭a时a空a:__几个毫牛,我来算算,换算下来大概就是手上放了仅有大约0.1克多一点东西的感觉,滴管一滴水大约是0.05克,也就是2滴水的滴到手上的重量。距离实用还是任重而道远啊。

@不是真名不是: 如果放在太空,由a=F/m,v=v。+at设初速度为0,则末速度只与加速度和时间有关,即使加速度很小,只要时间充足,末速度可以达到极高!

__@空城丨旧梦灬丶:__问题在于这机器产生的推力实验结果没人认可,基本就是外国版的韩春雨……NASA的专家的大概意思:这是个令人沮丧的事情,我们都已经做出了机器,却不知道原理

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