项目（成果）名称

面向机器人的大幅面柔弹性导电织物触觉传感器研发

项目编号

G20210004

负责人

张友志

验收方式

网络验收

验收结果

通过

主持验收

单位

温州市科学技术局高新处

验收时间

2024-07-05

完成单位

温州大学

项目组成

员

黄沈权,陈亚绒,刘高,王凤虎

验

收

意

见

2024年06月25日，温州市科技局对温州大学承担的温州市科技计划项目“面向机器人的大幅面柔弹性导电织物触觉传感器研发”（项目编号：G20210004）进行验收，验收专家组审阅了相关资料，形成以下意见：
1、该项目提供资料齐全、规范，符合验收要求。
2、 首先，基于高、低电导率区域对流过电流阻碍能力的差异，构建具有在特定方向引导电流扩散以使导电面内电势梯度分布自行趋于均匀的非对称引流导电面模型，仿真分析导电面模型的电导率比值、低电导率区域局部差异、导电面几何形状等对其非对称引流特性的影响规律，提出非对称引流导电面模型的构造方法，能够在纵向边界仅接入一对点电极并在两点电极间引入恒定偏置电压时，在导电面内构建出相对均匀的电势分布。
其次，在完成非对称引流导电面模型构建基础上，研究针织结构导电织物内部电导率分布规律，开展具有非对称引流特性导电织物设计，研究双面复合组织织物纹理结构特性，进一步开展兼具非对称引流特性和压力开关功能的柔弹性导电织物设计，进行导电织物样品试制，并对导电织物样品的非对称引流特性、电学稳定性、导通压力阈值等性能进行测试与评估。
再次，针对应用于二维平面时触觉传感器导电织物内电势-位置关系快速转换问题，提出基于径向基神经网络的建模方法，对非规则五边形导电面内电势-位置非线性关系进行建模研究，采用仿真分析方法，提取采样点位置及电势信息，进行有监督学习训练和接触位置检测精确性评估；针对应用于三维复杂曲面时触觉传感器导电织物内采样点精确位置信息提取困难问题，提出分区编码方法以实现复杂曲面上位置信息快速提取，而后采用径向基神经网络方法进行建模，最终实现复杂曲面上导电织物内电势-位置关系的快速转换计算。
最后，开展触觉传感器总体方案设计，制作触觉传感器样品，开发传感器信号处理系统，搭建测试实验平台，对触觉传感器的接触位置检测精度、响应时间、最小压力阈值等性能进行测试与评估，进行机器人应用实验。
3、 触觉感知是机器人在非结构环境下实现安全人机交互的重要手段。当前以单元阵列设计为基础的触觉传感器，在大面积应用时仍存在传感阵列电极引线多、检测区域非连续、柔弹性不足等问题。本项目以非阵列结构为基础，提出了一种具有接触位置实时检测功能的大幅面柔弹性导电织物触觉传感器，研究导电面非均匀电导率分布引流扩散机制，提出了具有非对称引流特性的导电面模型构造方法，研究针织导电织物内部电导率分布规律，提出了兼具非对称引流特性和压力开关功能的导电织物设计，研究导电织物内电势-位置关系快速转换算法，实现各类复杂表面快速适形，开展传感器总体方案设计，完成触觉传感器性能测试与评估。本项目的研究成果若能产业化应用，研制出具备大幅面、柔弹性、少引线特征的触觉传感器产品，有望为我市高端制造增添新突破点。
4、该项目已发表论文5篇与多件知识产权专利。
该项目经费资助5.00万，使用基本合理。
验收专家组认为该项目已基本完成合同书规定的主要研究内容和研究指标，验收通过。