Forschungsfortschritte bei kraftinduzierten lumineszierenden taktilen Sensoren

LI Zugang ,  

ZHU Deliang ,  

WANG Chunfeng ,  

摘要

Taktile Sensorik ist eine wichtige Grundlage für die Realisierung hochdimensionaler körperlicher Intelligenz und besitzt einen bedeutenden Anwendungswert in Bereichen wie intelligente Robotik, intelligente Fertigung, intelligente Interaktion sowie virtuelle/erweiterte Realität. Kraftinduzierende lumineszierende Materialien können unter mechanischer Stimulation direkt Lichtsignale erzeugen und bieten einen neuen technischen Ansatz zur visuellen Erfassung taktiler Informationen. Im Vergleich zu herkömmlichen taktilen Sensoren, die auf der elektrischen Signalerfassung basieren, zeichnen sich kraftinduzierende lumineszierende taktile Sensoren durch flexible Strukturen, starke elektromagnetische Störfestigkeit und die einfache Realisierung hochauflösender Raumabbildung aus. In den letzten Jahren wurden mit kontinuierlichen Innovationen in Material und Strukturdesign erhebliche Fortschritte bei der kraftinduzierten lumineszierenden taktilen Sensortechnologie erzielt. Dieser Artikel gibt einen systematischen Überblick über den Forschungsstand zu kraftinduzierten lumineszierenden Materialien in taktilen Sensoren. Ausgehend von den Anforderungen der taktilen Sensoranwendungen werden die wichtigsten Leistungsindikatoren der kraftinduzierten lumineszierenden Materialien und deren Optimierungsstrategien zusammengefasst, einschließlich der Verbesserung der Empfindlichkeit, Verstärkung der zyklischen Stabilität, Erweiterung des Sensorbereichs und Optimierung des Signal-Rausch-Verhältnisses, sowie der aktuelle Entwicklungsstand von hochauflösender taktiler Bildgebung und multimodaler Sensorik dargestellt. Auf Anwendungsebene werden typische Anwendungen kraftinduzierender lumineszierender taktiler Sensoren in Bereichen wie elektronische Signatur, künstliche Haut, Gestenerkennung, Mensch-Maschine-Interaktion und weiche Robotik vorgestellt. Abschließend werden die aktuellen Hauptprobleme bei der Reaktion auf statische Reize, der Entkopplung physikalischer Mehrsignalsysteme und der Systemintegration dieser Sensoren diskutiert und zukünftige Entwicklungsrichtungen skizziert. Dieser Artikel kann als Referenz für zukünftige Forschungen und Anwendungen kraftinduzierender lumineszierender Materialien im Bereich der taktilen Sensorik dienen.

关键词

lumineszierende Materialien;kraftinduzierte Lumineszenz;taktile Sensorik;taktiles Imaging;künstliche Intelligenz

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