一种基于颜色的传感器可以模拟皮肤的敏感性

在迈向更自主的软体机器人和可穿戴技术的过程中，EPFL的研究人员创造了一种设备，它使用颜色来同时感知多种机械和温度刺激。

　　

机器人研究人员已经在开发能够感知位置、压力和温度变化的传感器方面取得了长足的进步——所有这些对可穿戴设备和人机界面等技术都很重要。但人类感知的一个特点是能够同时感知多种刺激，这是机器人一直在努力实现的。

现在，EPFL工程学院可重构机器人实验室(RRL)的Jamie Paik和他的同事们开发了一种传感器，可以感知弯曲、拉伸、压缩和温度变化的组合，所有这些都使用了一个强大的系统，归结为一个简单的概念:颜色。

RRL的技术被称为ChromoSense，它依赖于一个半透明的橡胶圆柱体，其中包含三个染成红色、绿色和蓝色的部分。设备顶部的LED通过其核心发送光线，当设备弯曲或拉伸时，光线通过颜色路径的变化被底部的小型光谱计捕捉到。

“想象一下，你同时用三根不同的吸管喝三种不同味道的冰沙:如果你弯曲或扭曲吸管，你得到的每种味道的比例都会发生变化。这与ChromoSense使用的原理相同:当这些部分的几何形状变形时，它会感知穿过彩色部分的光的变化，”Paik说。

该设备的热敏部分也允许它检测温度变化，使用一种特殊的染料——类似于变色t恤或情绪戒指上的染料——在加热时颜色会降低饱和度。这项研究发表在《自然通讯》杂志上，并被选为编辑要览页。

更精简的可穿戴设备

Paik解释说，虽然依赖于摄像头或多个传感元件的机器人技术是有效的，但除了需要更多的数据处理外，它们还会使可穿戴设备变得更重、更笨重。

她说:“软机器人要想在日常生活中更好地为我们服务，它们需要能够感知我们在做什么。”“传统上，最快和最便宜的方法是通过基于视觉的系统，它可以捕获我们所有的活动，然后提取必要的数据。ChromoSense允许更有针对性的、信息密集的读数，传感器可以很容易地嵌入到不同的材料中，用于不同的任务。”

由于其简单的机械结构和在相机上使用彩色，ChromoSense可能会使其成为廉价的大规模生产。除了辅助技术，比如辅助行动的外衣，Paik还看到了chrosense在运动装备或服装上的日常应用，可以用来给用户提供关于他们的形式和动作的反馈。

chrosense的优势——同时感知多种刺激的能力——也可能是一个弱点，因为同时施加刺激的解耦仍然是研究人员正在研究的一个挑战。目前，Paik说，他们正专注于改进技术，以感知局部施加的力，或者当材料改变形状时，材料的确切边界。

她说:“如果ChromoSense获得普及，许多人想把它作为通用机器人传感解决方案，那么我认为进一步提高传感器的信息密度可能会成为一个真正有趣的挑战。”

展望未来，Paik还计划对ChromoSense进行不同形式的实验，该原型已经被设计成圆柱形，作为可穿戴软外套的一部分，但也可以想象成更适合RRL标志性折纸机器人的平面形式。

“有了我们的技术，只要光能通过，任何东西都可以成为传感器，”她总结道。

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Multi-modal deformation and temperature sensing for context-sensitive machines