テクスチャ認識を示す二重層の指紋尾根を備えた生体模倣触覚センサー

この記事では、人間の表皮指紋尾根と表皮を模倣する表面速度界面（皮膚）を備えた生体模倣触覚センサーについて報告します。皮膚は、異なる弾性率を持つ二重層のポリマー構造で構成されています。硬い表皮指紋リッジと柔らかい表皮板を使用して、皮膚の触覚感度を改善しました。また、表皮指紋尾根と表皮板の弾力性と幾何学的要因を変化させながら、せん断伝達特性における皮膚層の有効性を評価しました。皮膚層を備えた生体模倣触覚センサーは、高さの違いがわずか20μmの100μm未満の表面構造の検出能力を示しました。私たちのセンサーは、日常生活で簡単にアクセスできるさまざまなテクスチャを区別し、センサーが将来の人工指とロボットの指でテクスチャ認識に使用される可能性があることを示しています。

In this article, we report on a biomimetic tactile sensor that has a surface kinetic interface (SKIN) that imitates human epidermal fingerprint ridges and the epidermis. The SKIN is composed of a bilayer polymer structure with different elastic moduli. We improved the tactile sensitivity of the SKIN by using a hard epidermal fingerprint ridge and a soft epidermal board. We also evaluated the effectiveness of the SKIN layer in shear transfer characteristics while varying the elasticity and geometrical factors of the epidermal fingerprint ridges and the epidermal board. The biomimetic tactile sensor with the SKIN layer showed a detection capability for surface structures under 100 μm with only 20-μm height differences. Our sensor could distinguish various textures that can be easily accessed in everyday life, demonstrating that the sensor may be used for texture recognition in future artificial and robotic fingers.