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盲文識(shí)別難新型仿皮膚壓力傳感器來(lái)助力

2020-01-10 09:57:34來(lái)源：儀表網(wǎng)關(guān)鍵詞：盲文識(shí)別閱讀量：1586

導(dǎo)讀：眾所周知，相對(duì)于聽覺、視覺而言，人們天生的觸覺更加復(fù)雜，觸覺感官的模擬十分困難，這種感官“集成”了上千種感受器來(lái)追蹤不同類型的壓力以及感受溫度和位置變化的能力。特別是在現(xiàn)有的盲文識(shí)別方法中，盲文特征點(diǎn)的提取通常手工進(jìn)行，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，無(wú)法保證提取特征的有效性，抗干擾能力較差，識(shí)別精度較低。

　　【儀器網(wǎng) 時(shí)事聚焦】眾所周知，相對(duì)于聽覺、視覺而言，人們天生的觸覺更加復(fù)雜，觸覺感官的模擬十分困難，這種感官“集成”了上千種感受器來(lái)追蹤不同類型的壓力以及感受溫度和位置變化的能力。特別是在現(xiàn)有的盲文識(shí)別方法中，盲文特征點(diǎn)的提取通常手工進(jìn)行，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，無(wú)法保證提取特征的有效性，抗干擾能力較差，識(shí)別精度較低。因此，開發(fā)一種高精度、實(shí)時(shí)、易于準(zhǔn)確獲知的盲文識(shí)別裝置具有重要意義。

　　在識(shí)別盲文的實(shí)驗(yàn)中，人造神經(jīng)根據(jù)突觸后的電流的峰值頻率的特征，就能識(shí)別對(duì)應(yīng)于盲文的每個(gè)像素?？蒲腥藛T以3*2像素的盲文字符作用于6個(gè)壓力傳感器，并與6個(gè)對(duì)應(yīng)環(huán)形振蕩器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，后通過(guò)N個(gè)突觸晶體管獲得突觸后的電流波以實(shí)現(xiàn)對(duì)盲文自負(fù)的識(shí)別。

　　傳感器就是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、存儲(chǔ)、顯示、控制、記錄及處理等要求。而新研發(fā)的新型仿皮膚式柔性壓力傳感器，是有中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所王家成團(tuán)隊(duì)與復(fù)旦大學(xué)盧紅亮和張衛(wèi)團(tuán)隊(duì)合作，它有希望實(shí)現(xiàn)盲文的智能識(shí)別。

　　據(jù)悉，研究人員表示新型仿皮膚式柔性壓力傳感器主要有三個(gè)部分組成，其分別對(duì)應(yīng)了人體皮膚的三個(gè)部分，即表皮、真皮和皮下組織。頂部基質(zhì)為荷葉棘突隨機(jī)高斯分布的力信號(hào)感知層，與表皮結(jié)構(gòu)形態(tài)相似。這種微結(jié)構(gòu)對(duì)于提高靈敏度、增大可監(jiān)測(cè)范圍、測(cè)量和識(shí)別弱力必不可少。中間導(dǎo)電填料為力信號(hào)處理層，由多層 Ti2C-MXene 膜組成，在外力加載和卸載下，多層 Ti2C-MXene 層間距壓縮和釋放。底部基板是力信號(hào)轉(zhuǎn)換層，其作用為將接收的力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。該傳感器靈敏度可達(dá) 507 kPa-1，顯著優(yōu)于報(bào)道的其他同類器件。

　　“隨著柔性電子技術(shù)的發(fā)展，可穿戴設(shè)備、仿生電子皮膚等柔性智能傳感器件逐漸成為探索熱點(diǎn)。”上海硅酸鹽所—復(fù)旦大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生趙學(xué)峰如是說(shuō)。而在此之前，據(jù)報(bào)道，斯坦福大學(xué)鮑哲南教授、南開大學(xué)徐文濤教授等團(tuán)隊(duì)宣布聯(lián)合研發(fā)出一種人造感覺神經(jīng)，能夠以類似于生物神經(jīng)的方式發(fā)揮作用，感知觸摸過(guò)程并與其他神經(jīng)溝通，幫助人們提高觸覺的感官。

　　觸覺感受器由一組壓力傳感器組成，連接到一個(gè)作為人造神經(jīng)元的環(huán)形振蕩器上；一系列傳感器負(fù)責(zé)感知壓力信號(hào)，并由此產(chǎn)生相應(yīng)的電壓變化。之后，環(huán)形振蕩器會(huì)將電壓變化轉(zhuǎn)變成電脈沖；后，突觸晶體管將電脈沖輸出，從而形成完整的反射弧。而這一次的人造感覺系統(tǒng)能夠幫助人造皮膚實(shí)現(xiàn)更接近生物體的觸覺，該感覺系統(tǒng)已經(jīng)能夠感受方向、傳遞信息和識(shí)別盲文。

　　視覺障礙人群在生活中會(huì)有許多的不便，隨著科技的發(fā)展，小編在此希望，可以研發(fā)出更多更好的科技產(chǎn)品供他們使用，在一定程度上改善他們的不便。從上述可以看出，不論是新型仿皮膚還是人造感覺神經(jīng)都需要壓力傳感器來(lái)幫忙?？梢哉f(shuō)是，傳感器對(duì)于提高科技生活的感知能力十分重要，后，希望科研人員可以早日研發(fā)出好的觸覺系統(tǒng)，幫助視覺障礙人群。

　　資料來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào)

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2020-11-03 11:44:04

3966

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