支持裸手触觉交互和多尺度纹理呈现的主动电子皮肤

批准号:
61973016
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
王党校
依托单位:
学科分类:
机器人学与智能系统
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
王党校
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中文摘要
现有触觉反馈装置(桌面式多关节机械臂、穿戴式力反馈手套等)存在反馈模态缺失、感受逼真度差、装置笨重或穿戴困难等局限,难以满足逼真触觉体验要求。本项目拟研制支持宏观-介观-微观多尺度精细纹理实时生成的可延展主动电子皮肤,实现无需穿戴的裸手交互纹理触觉反馈。通过测量人对精细纹理的触觉感知阈值,构建多尺度纹理呈现的物理模型和生理感知模型;借鉴自然界墨鱼等生物的皮肤结构应激变化生物机理,探索微型电磁驱动单元阵列、柔性电活性聚合物、柔性材料静电吸附等驱动原理的纹理合成机制、结构设计和材料制备方法,研究高密度、微尺度、大规模阵列柔性单元的协同控制原理和实时纹理渲染算法,开展微观形貌量化测量和触觉感知主观性能评测,构建虚拟现实购物系统开展触觉感知效果验证。柔性电子皮肤的研制不但有望显著提升虚拟现实系统的沉浸感和机器人遥操作系统的触觉反馈逼真性,也将为理解人的触觉感受生理机制提供新型研究平台。
英文摘要
Due to the lack of feedback modality, poor perception of fidelity, cumbersome device or difficulty in wearing, existing tactile feedback devices (e.g. desktop multi-joint robotic arms, wearable force feedback gloves, etc.) are difficult to generate realistic haptic sensations. This project aims to develop an extensible active electronic skin that can generate macro-mesoscopic-microscopic fine textures and can support bare-hand interaction. By measuring the tactile perception threshold for fine physical texture, we intend to propose physical models and psychological perception models for multi-scale textures. Furthermore, inspired by the skin of organisms such as cuttlefish in nature, we plan to explore the texture synthesis mechanism, structural design and material fabrication of actuation principles, such as micro-electromagnetic unit array, flexible electroactive polymers (EAPs), electrovibration using flexible material. We will develop real-time control and texture rendering algorithms for high-density and large-scale flexible texture units, measure the micro-morphology of the synthesized textures, and perform subjective evaluations. Finally, we plan to build a virtual reality shopping system to validate the performance of the proposed active skin for texture rendering. The proposed active electronic skin is not only promising to significantly improve the immersion of virtual reality systems and the tactile feedback fidelity of robotic teleoperation systems, but also provide a novel research platform for exploring the physiological mechanism of human haptic perception.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1109/TIE.2022.3217582
发表时间:2022
期刊:IEEE Transactions on Industrial Electronics
影响因子:--
作者:Yuan Guo;Qianqian Tong;Pengbo Zhao;Yuru Zhang;Dangxiao Wang
通讯作者:Dangxiao Wang
DOI:10.1109/TMECH.2023.3340564
发表时间:2023
期刊:IEEE/ASME Transactions on Mechatronics
影响因子:--
作者:Yuan Guo;Chao Shang;Qianqian Tong;Yuru Zhang;Zhengchun Peng;Dangxiao Wang
通讯作者:Dangxiao Wang
DOI:10.1109/tie.2021.3120490
发表时间:2022-11
期刊:IEEE Transactions on Industrial Electronics
影响因子:7.7
作者:Yuan Guo;Qianqian Tong;Xianzhong Liu;Xuesong Bian;Zhi Zhang;Yuru Zhang;Weiliang Xu;Dangxiao Wang
通讯作者:Yuan Guo;Qianqian Tong;Xianzhong Liu;Xuesong Bian;Zhi Zhang;Yuru Zhang;Weiliang Xu;Dangxiao Wang
DOI:--
发表时间:2022
期刊:Soft science
影响因子:--
作者:Jian Jiao;Yuan Guo;Qianqian Tong;Shengkai Liu;Pengfei Qiu;Tao Mei;Dangxiao Wang
通讯作者:Dangxiao Wang
支持智能汽车屏幕触觉反馈的主动电子皮肤
- 批准号:62373021
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50.00万元
- 批准年份:2023
- 负责人:王党校
- 依托单位:
基于触觉通道的注意力调控机理研究
- 批准号:61572055
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:王党校
- 依托单位:
面向精细操作模拟的六自由度力觉合成方法
- 批准号:61170187
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:57.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:王党校
- 依托单位:
基于双模式触觉交互的灵巧动作技能训练方法研究
- 批准号:60605027
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:王党校
- 依托单位:
国内基金
海外基金
