mgm美高梅游戏网页北海道大学石墨烯电子皮肤机器学习动作识别系统震撼登

发布时间:2024-04-08 06:54:45 来源:美高梅游戏官网app 作者:美高梅棋牌官网入口


  此外,压力传感器阵列被制造成电子皮肤,并使用机器学习对输出进行信号处理。通过该系统,电子皮肤还可以监测其拉伸状态,因此无论拉伸程度如何,都可以计算触觉压力。借助机器学习辅助的电子皮肤,可以成功地以皮肤的方式识别拍打、滑动和抓取等动作。

  图4、a) 未充气时电子皮肤的示意图、b) 照片和 c) 压力分布图。d) 充入80毫升空气后电子皮肤的示意图、e) 照片和 f) 压力分布图。

  图5、a) 机器学习算法示意图。b) 充气时和 c) 不充气时(平坦状态)的传感器输出、目标输出以及手势和充气的预测输出。d) 动作和 e) 充气的混淆矩阵。f) 传感器输入、ESN 预测输出和动画演示。

  综上所述,通过对结构和材料的优化设计,可拉伸压敏电子皮肤即使在拉伸情况下也能表现出良好的耐用性。该压力传感器对施加的压力表现出稳定的电阻变化和较小的滞后,在至少10000次循环中具有较高的稳定性。此外,压力传感器可拉伸 200% 以上,同时保持稳定的电阻变化和灵敏度。为了防止这种情况,我们选用了相对较厚的 ecoflex 弹性聚合物。此外,由于 ecoflex 具有弹性,即使传感器的 LIG 部分被切断,传感器在受损后仍能保持稳定输出至少八周。

  最后,作为概念验证,演示了充气和不充气的电子皮肤,并开发了一个使用机器学习的动作识别系统。在平整和充气状态下,都能正确检测到触觉压力映射。更重要的是,根据时间映射结果,使用开发的 ESN 和逻辑回归算法,可以像识别人类皮肤一样,以相对较高的准确率成功识别拍打、滑动和抓取动作。作为电子皮肤的实际应用,设备成本非常重要,尤其是 GaInSn,价格相对昂贵(约3美元/克,本研究中展示的电子皮肤使用了约7 克)。不过,由于 GaInSn的电导率远高于 LIG,因此可以使用较少的 GaInSn 制作更窄更薄的电极图案,从而降低设备成本。我们相信,这一成果将促进人机交互和电子皮肤的发展。


mgm美高梅游戏网页