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人形机器人系列会议之电子皮肤与MEMS方案

Ai机器人网2024-06-08 21:00:0265

电子皮肤技术是模仿人类皮肤感觉功能的高科技产品,它主要分为触觉和力学两大类。在触觉技术方案中,有五种主流技术路径:电容、电阻、磁性材料、光学和压电材料。这些技术各有特点,电容和电阻传感技术因其良好的灵敏度和稳定性而受到广泛关注。磁性材料传感技术则因其独特的磁场感应特性而具有应用潜力。光学传感技术通过光信号的变化来检测接触,而压电材料则能在受压时产生电荷,用于传感。

1、电子皮肤应用与企业

在电子皮肤领域的企业应用中,不同的技术方案由不同的企业代表。电容传感阵列的代表企业是北京他山科技,他们在电容传感技术方面有深入的研究和应用。电阻传感技术的代表企业是苏州能斯达,该公司通过印刷方式制作压阻材料的触觉传感器。压电传感技术的代表企业是深圳纽迪瑞,他们在薄膜压力传感领域实现了量产。磁性传感技术的代表企业是深圳帕西尼,该公司在霍尔传感领域具有较高的知名度。光学传感技术的代表企业是松果体机器人,他们在光学传感技术方面有所建树。

2、成本与产业化

电子皮肤技术的成本与其产业化进程紧密相关。由于目前大多数电子皮肤技术尚未实现量产,因此难以判断哪种技术成本最低。量产工艺和设备的选择将直接影响成本。压电传感技术的代表企业纽迪瑞已有量产经验,其成本相对可控。相比之下,光学传感可能因其技术特性而导致成本较高。

3、电子皮肤性能与需求

电子皮肤的性能需求主要取决于人形机器人的具体应用场景,如交互、抓握等。然而,目前业界对电子皮肤的性能需求尚不明确,需要进一步的研究和探索。

4、MEMS传感器与封装

MEMS传感器,可以用于电子皮肤,因其稳定性和精度优势而受到关注。然而,为了在机器人手中实现柔性交互,需要考虑MEMS传感器的封装问题。封装材料如硅胶可以替代一些柔性材料,但同时需要考虑封装对传感器性能的影响。

5、电子皮肤与MEMS传感器的结合

电子皮肤与MEMS传感器的结合使用,可以提供更加丰富的触觉反馈。例如,MEMS传感器可以作为压力传感器,适用于电容式、电阻式或压电式的电子皮肤。随着封装技术的发展,电子皮肤的性能和成本将受到积极影响。

6、电子皮肤传感器的数量与应用

电子皮肤传感器的数量配置取决于机器人手的操作复杂性和任务需求。在设计时,可以从简单的两个传感器配置到复杂的10x10阵列,以满足不同的应用需求。

7、电子皮肤产业化挑战

电子皮肤领域的产业化面临着挑战,目前没有成熟的解决方案。这需要下游客户和上游传感器供应商进行联合开发,共同推动技术进步。只有当需求量足够大时,企业才会考虑开发专属产线。

8、MEMS传感器的市场与竞争

MEMS传感器在消费电子中已有广泛应用,因其价格低廉而受到市场青睐。然而,在某些应用中,MEMS传感器可能无法替代金属箔应变片。MEMS传感器的封装和集成是实现电子皮肤功能的关键,也是未来市场竞争的焦点。

9、人形机器人的电子皮肤技术原理与应用

问:目前人形机器人的电子皮肤技术有哪些不同的原理和应用?答:人形机器人的电子皮肤技术主要分为触觉和力学两大类。触觉技术关注震动和柔性材料,包括电容传感、电阻传感、磁性材料传感和光学传感等。力学技术则涉及力或力矩的检测,但不归类于电子皮肤。学术界和企业界都在探索各种原理的应用潜力。

10、企业层面的电子皮肤技术应用

问:在企业层面,哪些电子皮肤技术的应用较为广泛?答:企业层面上,电容传感技术有北京他山科技作为代表,专注于电容传感阵列的触觉解决方案。电阻传感技术有苏州能斯达等公司参与,他们通过印刷方式制作压阻材料的触觉传感器。深圳纽迪瑞公司则从消费电子领域转向机器人触觉技术,实现了薄膜压力传感的量产。

11、学术界与企业界的研究差异

问:电子皮肤技术在学术界和企业界的研究和应用有何不同?答:学术界的研究更为广泛和创新,几乎每个原理都有研究的空间。而企业界的研究更注重实际应用和市场潜力,代表性企业会根据自身的技术特点和市场需求,开发具有竞争力的产品和解决方案。

12、压电材料的应用前景

问:压电材料在人形机器人触觉传感器上的应用前景如何?答:压电材料在持续按压时不会产生信号,这限制了其在人形机器人上的应用。目前,压电材料主要应用于健康监测和睡眠监测等领域。

13、光学传感器的应用情况

问:光学传感器在触觉传感器领域的应用情况如何?答:光学传感器在触觉传感器领域有一定的应用潜力。国外如MIT的GL site,国内如松果体机器人,都在采用光学技术来采集触觉信号。

14、产业化进度的差异

问:压电传感器和光学传感器在产业化进度上是否存在差异?答:压电传感器在人形机器人上的应用前景不被看好,而光学传感器则有较好的机会。但具体的产业化进度还需要看市场和技术的发展。

15、成本比较

问:在成本方面,电阻式电子皮肤、压电传感器和光学传感器的排序如何?答:目前难以判断哪种传感器的成本更低,因为这取决于量产工艺和设备。压电传感器有量产经验,其成本相对可控。光学传感器的成本可能偏高。

16、压电材料的类型

问:压电材料主要指哪些材料?答:传统的压电材料主要是陶瓷,但用于电子皮肤需要柔性的压电材料,如PVDF(聚偏氟乙烯)。

17、柔性压电材料的性能

问:关于柔性压电材料的介质和工艺,以及其性能是否能满足销售要求?答:柔性压电材料的介质涉及到特殊的工艺,从成膜到极化,需要特殊的设备。至于性能是否能满足销售要求,这取决于具体的应用场景,因为销售要求是一个模糊的概念。

18、传感器方案的灵敏度问题

问:关于不同原理的传感器方案的灵敏度问题,以及MEMS方案在电子皮肤中的应用可能性?答:学术界可以通过不同的材料或结构设计,使任何原理的传感器都能做到很灵敏。MEMS方案可以用于电子皮肤,因为它是基于硅基材料,稳定性和精度都较高。

19、封装问题与替代材料

问:关于MEMS方案在电子皮肤中应用时的封装问题,以及它可能替代的材料?答:MEMS方案在电子皮肤中的应用关键在于封装,需要在硅胶等柔性材料中实现精确稳定的信号检测。

20、低价材料的应用

问:消费电子中使用的低价材料是否可以直接作为电子皮肤和MEMS传感器的原材料?答:不可以。消费电子产品中使用的单颗MEMS传感器与电子皮肤所需的阵列式传感器不同。

21、传感器数量需求

问:人形机器人触觉阵列的传感器数量需求大概是多少?答:传感器数量取决于具体需求。人形机器人的触觉需求是密度越高越好。

22、传感器生产与合作

问:人形机器人触觉方案的公司是否通常不会自己生产传感器,而是选择购买?答:目前没有成熟的解决方案,通常需要下游客户和上游传感器供应商进行联合开发。

23、优秀企业

问:目前电子皮肤和MEMS传感器领域的优秀企业有哪些?答:领域内有许多优秀的企业,尤其是国外企业如ADI等知名公司,国内也有多家企业,特别是在苏州和上海。

24、针对触觉传感器专线开发问题

问:对于电子皮肤和MEMS传感器的专属产线开发,芯片公司的态度如何?答:芯片公司需要在需求明确且量大的情况下才会开发专属产线。

25、MEMS方案与金属铂应变片

问:力传感器公司提出的MEMS方案是否能替代金属铂的应变片?答:MEMS和应变片之间存在竞争关系,但并不存在谁替代谁的情况。

26、MEMS方案应用的局限性

问:为什么MEMS在某些应用中难以替代金属铂应变片?答:MEMS的受力机制与基底的结合方式不同于金属铂应变片,这导致了它在某些应用场景中难以替代金属铂应变片。

27、MEMS方案封装的成本

问:如果将MEMS封装并应用于硅胶终端,预计的成本会是多少?答:硅胶本身成本较低,且工艺成熟,已经被广泛应用于机器人等领域。将MEMS封装并集成到硅胶设备中,材料成本并不会很高

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