近日，中國科學院大連化物所催化基礎(chǔ)國家重點實驗室熱電材料與器件研究組姜鵬研究員、陸曉偉副研究員、包信和院士團隊開發(fā)了柔性可穿戴長波紅外光熱電探測器，相關(guān)研究成果以“實現(xiàn)非接觸式溫度感知的柔性紅外光熱電探測器賦予電子皮膚溫度預警功能”為題，發(fā)表在國際學術(shù)期刊《先進材料》上。
仿生觸覺是智能機器人感知外部環(huán)境刺激的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)觸覺系統(tǒng)中，觸覺傳感器需要與外部環(huán)境物理接觸進而獲取溫度信息，無法在接觸前對外部刺激作出預判。發(fā)展具有非接觸溫度感知能力的先進觸覺傳感技術(shù)，有助于為機器人交互感知領(lǐng)域帶來全新的體驗。
光熱電探測器是基于光熱轉(zhuǎn)換和熱電轉(zhuǎn)換兩個基本能量轉(zhuǎn)換過程的一種探測器，可在無需制冷、無需偏置電壓、無接觸的條件下實現(xiàn)對長波紅外輻射（8微米至14微米）的靈敏探測?？蒲袌F隊在前期光熱電探測器相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，在具有長波紅外吸收能力的柔性聚酰亞胺襯底上構(gòu)建了碲基熱電異質(zhì)結(jié)薄膜，制備出可集成、柔性、可穿戴長波紅外光熱電探測器。
在非接觸式溫度感知測試中，當目標溫度從零下50攝氏度上升至110攝氏度，所制備柔性光熱電探測器的靈敏度優(yōu)于現(xiàn)有商業(yè)熱電堆，測溫精度可達0.05攝氏度。以此為基礎(chǔ)，科研團隊利用該紅外探測器進一步開發(fā)了動態(tài)溫度預警系統(tǒng)，使得穿戴該探測器的軟體機械手可對熱源進行預先判定。
據(jù)介紹，該項研究為在仿生觸覺系統(tǒng)中引入紅外探測技術(shù)提供了可行的解決方案，在機器人交互感知、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。
圖片來源|東西南北雜志社
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