可拉伸电子皮肤实现稳定压力传感
现有的电子皮肤会随材料拉伸而降低传感精度。美国得克萨斯大学奥斯汀分校研究人员开发出一种新型可拉伸电子皮肤,解决了这项新兴技术的一个主要难题。这种电子皮肤很有弹性,为机器人和其他设备提供类似人类皮肤的柔软度和触摸灵敏度,有助其执行需要极高精度和控制力的任务。研究论文发表在最新一期《物质》杂志上。
研究人员表示,电子皮肤就像人类皮肤一样可以伸展和弯曲,以适应人们的运动。新开发的电子皮肤无论拉伸到何种程度,其压力反应都保持不变。这是该技术的一项重大成就。
电子皮肤技术可以感知接触带来的压力,让连接的机器知道需要使用多大力,例如在抓取杯子或与人接触时。但是,当传统的电子皮肤被拉伸时,读数会受到影响并产生误差,影响传感器感知压力的能力,这可能导致机器人过度用力。
此次研究的关键在于一种创新的混合响应压力传感器。传统电子皮肤要么是电容式的,要么是电阻式的,而混合响应电子皮肤则同时采用了两种压力响应。研究人员完善了这些传感器,并将它们与可拉伸绝缘材料和电极材料相结合,实现了电子皮肤的创新。
在演示中,研究人员利用电子皮肤的可伸缩性,造出可改变形状的充气探头和抓取器,执行各种敏感的、基于触摸的任务。例如,用充气皮肤包裹的探头能准确捕捉人体的脉搏波,放气后的抓取器可牢牢抓住不倒翁而不会掉落。该设备还能用适当力度压在酥脆的玉米卷上,而不会压碎它。
研究人员表示,这种可拉伸电子皮肤有望成为机械手的关键组件,能够像人手一样柔软灵敏。它可应用于医疗保健领域,例如,装备这种皮肤的机器人能检查病人脉搏、为病人擦拭身体或进行身体按摩。此外还可用于灾难救援,让这种机器人在地震或建筑物倒塌等灾难现场搜索伤者和被困者。
美国宾夕法尼亚大学科学家研制出一款可在600℃高温下持续工作60小时的存储器。这一耐受温度是目前商用存储设备的两倍多,表明该存储器具有极强的可靠性和稳定性,有望在可导致电子或存储设备故障的极端环境下大显身手,也为在恶劣条件下进行密集计算的人工智能系统奠定了基础。相关论文发表于新一期《自然·电子学》杂志。
研究人员表示,这款存储器是一种非易失性设备,能在无电源状态下长期保留存储其上的信息。相较之下,传统硅基闪存在温度超过200℃时便开始失效,导致设备故障和信息丢失。
最新存储器使用铁电氮化铝钪(AlScN)研制而成。AlScN具有存储优势,因为它能在去除外部电场后,在更高温度下保持开和关等特定电状态。其独特晶体结构也使原子间的键更稳定和牢固,不仅耐热,而且非常耐用。存储设备的设计和性能也可在不同电状态间快速切换,这对于高速数据读写至关重要。
该存储设备由金属—绝缘体—金属结构组成,包括镍和铂电极以及一层45纳米厚的AlScN。这种结构设计使该存储器能与高温碳化硅逻辑器件兼容,与专为极端温度设计的高性能计算系统协同工作。
研究人员表示,新存储器是一种“内存增强型计算”设备,很稳定,能使内存和处理元件更紧密地集成在一起,提高计算的速度、复杂性和效率。他们将继续探索将新设备用于极端环境下运行的AI系统。
“五一”假期末段广州雨势再次加大,好消息是,自4月开始的持续有雨天气,已经来到了下架边缘,这两天广州将转为以多云为主,间中插播雷阵雨的天气,阳光闪耀回归。
广州市区5月4日白天以阴天为主,出现大雨到暴雨,局地大暴雨,五山观测站录得降水量45.4毫米。5月4日白天最高气温23.5℃,比前天下降了0.7℃;早晨最低气温22.2℃,上升了0.7℃。5月4日白天相对湿度介于99%~100%之间,尽管不是回南天,衣服也不太容易晾干。
受高空槽和切变线影响,5月4日下午到5月5日早晨广州有强降雨,并伴有8~10级短时大风、短时强降水、强雷电和局地冰雹等强对流天气,大家要提高警惕,做好各项防风防雨措施。5月5日白天到5月6日将迎来降水间歇期,5日白天甚至可见阳光。虽然降雨暂歇,但气象部门提醒,地质灾害具有滞后性,出行仍要注意避开山边、水边等地质灾害风险区域。
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