前不久,由中国科学院合肥智能机械研究所和合肥工业大学联合研制的一种能连续检测三维力信息的新型柔性多维阵列触觉传感器在北京通过863先进制造领域专家验收,研究成果获与会专家的高度评价。
据悉,以前的“人造皮肤”大多或只能检测单维力,或由一些独立的三维力传感器单元附着在柔性材料上,如同古代士兵的盔甲,每个传感器单元都不是柔性的,也不能实现完全的连续测量。而这种“人工皮肤”没有单独的传感器单元,其阵列是一个整体,像一块海绵或胶皮,比较柔软,可以扭转和拉伸,克服了“铠甲”式柔性触觉阵列传感器的缺陷。如图2-3所示,其主要性能指标为:传感器厚度:6mm;面积尺寸:40×50mm;阵列间距:5×4.5mm;硬度(邵氏):46.2;触觉测力量程:Z方向:0~20N;X、Y方向:0~±10N;精度误差:Z方向:2%FS;X方向:5%FS;Y方向:3%FS;为研制在推拿治疗过程中实时检测医生手部发力的力学量综合测试垫奠定了基础。

本项目拟基于三维力柔性阵列传感器,研制一种推拿手法力学量综合测试垫,该测试垫类似一块毛巾,可以方便地覆盖在患者颈、肩、腰、腿等传统推拿部位,在实际推拿过程中对医生推拿动作进行检测,实时提取医生推拿时的力学参数,包括三维力的大小/方向/频率/力作用点轨迹及每个数据的时间坐标,并实时显示每个数据波形图/波峰值/波谷值,然后通过心血管功能检测仪、肌张力传感器、肌电信号采集系统、超声波血流计、测温计等,同时检测被推拿者的与推拿作用相关的人体生理指标。基于以上信息及其他辅助信息,以系统科学观念分析推拿过程中力在人体中的传递规律,研究推拿力作用同人体肌肉、神经、血液等生物学效应的关联。解决推拿力信息提取、复杂系统推理、多目标参数融合等一系列理论与应用的关键问题,并以一指禅推法、㨰法、按法、振法四种典型推拿手法为切入点,构造推拿作用下柔性人体动力学模型和基于推拿数据库的实时交互知识表示系统,构建推拿力学量与相关人体生理学参数实时测试分析仪。