超伸展性摩擦帶狀傳感器用于控制3D空間中的物體

納米發電機是可以將機械能或熱能轉化為電能的技術工具，具有三種主要設計：壓電，摩擦電和熱電。壓電和摩擦納米發電機可以將機械能轉化為電能，而熱電納米發電機則通過收集熱能來工作。

在過去的幾年中，摩擦發電的納米發電機在能量收集和傳感應用中都越來越受歡迎。但是，到目前為止，它們在多維信息感知和交互式控制任務中的性能令人非常失望。

新加坡國立大學的研究人員最近開發了基于摩擦電納米發生器的用于控制3D空間中物體的傳感器。這些傳感器發表在《納米能源》上的一篇論文中，由平行結構組成，在其基座上固定有三個對稱的傳感器條，并連接有一個移動平臺。

“隨著科學的發展，自動化和機器人技術已經滲透到人類活動的許多方面，”進行這項研究的研究人員之一陶晨告訴TechXplore。“機器人不僅廣泛用于自動生產線和娛樂領域，而且還可以在醫療，航空航天和應用以及許多其他領域中應用。但是，人類交互或執行復雜的任務面臨著無法接近，無法預見的危險或不可避免的挑戰設備保持在真空，海底，太空和納米規模等環境中的任務。”

為了實現人與自動化系統之間的有效交互，研究人員開發了可通過多種方式操作的控制終端，例如觸摸屏，鍵盤或蹺板結構。在大多數情況下，這些控制機制是間接的，因此它們需要復雜的指令分析和計算以對應于要操作的對象的運動狀態。

Chen解釋說：“在本文中，我們提出了一種用于控制物體在空間中的姿態的超拉伸摩擦帶狀傳感器(TSS)。” “我們的TSS可以提高機器人在各種環境下的性能，包括海底，太空等。”

在他們的研究中，Chen和他的同事們使用了一種可超拉伸的三電帶作為空間傳感器，最終使機器人能夠控制3D空間中的物體。由于摩擦帶電和靜電感應的耦合作用，帶的長度發生變化，同一手指接觸點從兩個端子電極(E1和E2)產生不同的信號輸出比。這些電極用作多維感測和控制的交互界面。

Chen說：“帶材的E1電極的一端是固定的，而電極E2在拉應力下相對于E1是可移動的。” “在手指和硅橡膠與E1保持恒定距離的接觸和分離過程中，獲得了兩個電極的輸出電壓比(VE2 / VE1)。此外，將條帶拉伸一定的長度，確定電壓比的減小量因為我們以相對于E1電極恒定的距離重新觸摸相同的位置(參考點)。”