面向抓取微姿态调整的接近-接触感知及协同研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61901005
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.5万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0123.敏感电子学与传感器
- 结题年份:2022
- 批准年份:2019
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2020-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:--
- 关键词:
项目摘要
The dynamics and uncertainty of the interactive scene put higher requirements on the intelligent grasping of the robot. Thus, grasping micro-attitude adjustment, as a key part of robot intelligent grasping, has become a research hotspot. However, due to the perceptual failure of the visual system in the non-structural environment, it is impossible to accurately and efficiently complete the grasping micro-attitude adjustment, which makes the accuracy and safety of the robot cannot be guaranteed. This project intends to use electrostatic field theory, seepage theory and conductive path theory, to design the same-surface multi-electrode flexible proximity sensing unit and composite dielectric layer flexible tactile sensing unit. Also, the fully flexible integrated integration method of proximity-tactile sensing unit will be studied in this project. In addition, a fully flexible proximity-tactile sensor array, which is suitable for grasping micro-attitude adjustment, will be designed. This project will establish a grasping micro-attitude adjustment method based on proximity-tactile synergy, improve the autonomy and adaptability of intelligent grasping, and provide theoretical basis and technical support for robot intelligent grasping, and further expand the range of applications of flexible electronic skin in the field of intelligent robots, by solving the key scientific issues on the regulation mechanism of characteristic parameters of plate structure and uniformity of sensitive field, the construction of the composite dielectric layer with high electrical stability and mechanical repeatability, and the nonlinear fitting model of the grasping micro-attitude based on the proximity-tactile synergy, and revealing the synergistic mechanism of proximity-tactile sensor.
交互场景的动态性和不确定性,对机器人智能抓取提出了更高的要求,抓取微姿态调整作为机器人智能抓取的关键环节成为研究热点。由于非结构环境下视觉系统存在感知失效,无法继续精准高效完成抓取微姿态调整,致使机器人抓取的精确性和安全性难以保障。本项目基于静电场理论、渗流理论和导电通路理论,设计同面多电极柔性接近觉传感单元和复合介质层柔性触觉传感单元,研究接近觉-触觉传感单元全柔性一体化集成方法,设计适用于抓取微姿态调整的全柔性接近觉-触觉传感器阵列。通过解决极板结构特征参数与敏感场均匀性的调控机制、高电学稳定性与力学重复性的复合介质层构建、基于接近觉-触觉协同的抓取微姿态非线性函数拟合模型等关键科学问题,并揭示接近-接触协同感知机制,建立基于接近觉-触觉协同的抓取微姿态调整方法,提升智能抓取的自主性和自适应性,为机器人智能抓取提供理论依据与技术支撑,进一步拓展柔性电子皮肤在智能机器人领域中的应用范围。
结项摘要
交互场景的动态性和不确定性,对机器人智能抓取提出了更高的要求,抓取微姿态调整作为机器人智能抓取的关键环节成为研究热点。由于非结构环境下视觉系统存在感知失效,无法继续精准高效完成抓取微姿态调整,致使机器人抓取的精确性和安全性难以保障。本项目基于静电场理论、渗流理论和导电通路理论,分别设计了基于同面螺旋多电极高灵敏度、均匀敏感场柔性接近觉传感单元和基于三维多孔微结构复合介质层高灵敏度、高分辨率、快速响应柔性触觉传感单元。研究了接近觉-触觉双模态传感单元全柔性一体化集成方法,设计了面向抓取微姿态调整的全柔性接近觉-触觉传感器阵列。项目结合ANSYS Maxwell有限元仿真建模研究了同面螺旋极板结构特征参数与敏感场均匀性的调控机制,揭示了高电学稳定性与力学重复性三维多孔微结构复合介质层的制备方法,构建了基于接近觉-触觉协同的抓取微姿态非线性函数拟合模型。聚焦智能抓取的自主性和自适应性的提升,利用接近-接触协同感知机制建立了基于接近觉-触觉协同的抓取微姿态调整方法,并设计了集成触觉感知功能的气动式软体仿生机械手进行软抓取应用研究。项目研究成果可为机器人智能抓取提供理论依据与技术支撑,有望进一步拓展柔性电子皮肤在智能机器人领域中的应用范围。
项目成果
期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
Highly sensitive capacitive flexible 3D-force tactile sensors for robotic grasping and manipulation
用于机器人抓取和操作的高灵敏度电容式柔性 3D 力触觉传感器
- DOI:10.1088/1361-6463/aba5c0
- 发表时间:2020-10-28
- 期刊:JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS
- 影响因子:3.4
- 作者:Yao, Tianyang;Guo, Xiaohui;Xing, Guozhong
- 通讯作者:Xing, Guozhong
Biologically Emulated Flexible Sensors With High Sensitivity and Low Hysteresis: Toward Electronic Skin to a Sense of Touch
具有高灵敏度和低滞后的生物模拟柔性传感器:从电子皮肤到触觉
- DOI:10.1002/smll.202203044
- 发表时间:2022-07-14
- 期刊:SMALL
- 影响因子:13.3
- 作者:Guo, Xiaohui;Zhou, Deyi;Xing, Guozhong
- 通讯作者:Xing, Guozhong
Highly Sensitive and Wide-RangeFlexible Bionic Tactile Sensors Inspired by the Octopus Sucker Structure
受章鱼吸盘结构启发的高灵敏度、宽范围柔性仿生触觉传感器
- DOI:10.1021/acsanm.2c02242
- 发表时间:2022-08-11
- 期刊:ACS APPLIED NANO MATERIALS
- 影响因子:5.9
- 作者:Guo, Xiaohui;Hong, Weiqiang;Xing, Guozhong
- 通讯作者:Xing, Guozhong
Highly sensitive and stretchable strain sensors based on serpentine-shaped composite films for flexible electronic skin applications
基于蛇形复合薄膜的高灵敏度和可拉伸应变传感器,用于柔性电子皮肤应用
- DOI:10.1016/j.compscitech.2020.108215
- 发表时间:2020-09
- 期刊:Composites Science and Technology
- 影响因子:9.1
- 作者:Zhou Jiachong;Guo Xiaohui;Xu Zhisen;Wu Qiaojun;Chen Jie;Wu Jun;Dai Yuehua;Qu Lei;Huang Zhixiang
- 通讯作者:Huang Zhixiang
分级倾斜微圆柱结构高灵敏度柔性触觉传感器
- DOI:10.3785/j.issn.1008-973x.2022.06.004
- 发表时间:2022
- 期刊:浙江大学学报(工学版)
- 影响因子:--
- 作者:郭小辉;洪炜强;郑国庆;王景溢;唐国鹏;杨金阳;卓超强;许耀华;赵雨农;张红伟
- 通讯作者:张红伟
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其他文献
一种可感知三维力的新型柔性触觉传感器及滑觉识别算法研究
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:传感技术学报
- 影响因子:--
- 作者:毛磊东;黄英;郭小辉;张阳阳;刘平
- 通讯作者:刘平
柔性触觉传感阵列力觉标定及加载系统
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:仪器仪表学报
- 影响因子:--
- 作者:郭小辉;黄英;解志诚;毛磊东;江宜舟
- 通讯作者:江宜舟
基于导电橡胶的柔性压力/温度复合感知系统
- DOI:10.13873/j.1000-9787(2015)10-0100-04
- 发表时间:2015
- 期刊:传感器与微系统
- 影响因子:--
- 作者:田合雷;刘平;郭小辉;刘彩霞;黄英
- 通讯作者:黄英
山区公路交通流随机干扰基本模型研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:交通信息与安全
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- 作者:郭小辉;张文标;章权;温惠英
- 通讯作者:温惠英
可穿戴式电子织物仿生皮肤设计与应用研究
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:仪器仪表学报
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- 作者:郭小辉;黄英;毛磊东;刘彩霞;刘平
- 通讯作者:刘平
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