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基于摩擦电纳米发生器的指纹电子皮肤精细纹理识别( Fingerprint-inspired electronic skin based on triboelectric nanogenerator for fine texture recognition )
X Zhao Z Zhang L Xu F Gao Y Zhang
在人类中，精细纹理的触觉感知是由指尖皮肤介导的，指尖皮肤对环境信息的获取和物体的精确操作至关重要。在人工设备中复制动态触觉感知能力的关键是如何准确地将表面纹理映射到电信号中，揭示物理信息。基于摩擦电纳米发电机(TENG)的电子皮肤在精细纹理识别方面具有广阔的应用前景。在此，我们以TENG为基础，通过仿生人体指纹的形态设计，构建了一个能够对精细纹理做出响应的指纹启发电子皮肤（FE-skin）。FE-skin能够检测出指纹结构与被测物体表面动态相互作用引起的接触面积变化，可识别的纹理最小尺寸低至6.5m。此外，通过人工神经网络对采集到的电信号进行处理，可以有效地识别出不同的纹理。在无序纹理和有序纹理的识别演示中，分别获得了93.33%和92.5%以上的准确率。该技术展示了Teng在仿生触觉领域的潜在优势，在仿人机器人、智能假肢、精密人机交互等方面具有广阔的应用前景。
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