מאמר שיטה

עיצוב ואפיון של סקין אלקטרוני גמיש רב-מודלי עם רכישת נתונים מבוססת CPLD לעוצמת מישוש וזיהוי מחוות

DOI:

10.3791/70096

⸱

27 בינואר 2026

 ,  , 
1School of Computer and Information Engineering, Shanghai Polytechnic University, 2School of Intelligent Manufacturing and Control Engineering, Shanghai Polytechnic University

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה מתאר את הייצור וההפעלה של מערכת עור אלקטרונית גמישה ורב-מודלית. הוא משתמש במערכת אחורית מבוססת CPLD להשגת איסוף נתונים מתואם בתדר היברידי מסונכרן מ-36 ערוצי חיישנים, ומאפשר ניתוח כמותי של מחוות מישושיות מורכבות לתפיסה רובוטית מתקדמת ואינטראקציה בין אדם לרובוט.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו מציגה את העיצוב והאפיון של פלטפורמת עור אלקטרוני רב-מודלית גמישה (e-skin) התומכת בחישה מישושית ברזולוציה גבוהה ובזיהוי מחוות באמצעות מערכת איסוף נתונים מבוססת CPLD. המערכת משלבת ארכיטקטורת דגימה היברידית בתדר של 36 ערוצים, 14 ביט (2 קילוהרץ, 1 קילוהרץ, 100 הרץ), עם תמיכה ברמת חומרה באותות לחץ, תאוצה, אור, טמפרטורה וסביבה. מצע גמיש של FPC מאפשר אינטגרציה קונפורמלית על משטחים רובוטיים מעוקלים תוך שמירה על יציבות מכנית. כדי להדגים יכולת תפיסה מישושית, מחקר זה מתמקד בערוץ חישה לחץ, המשמש כאמצעי העיקרי להערכת כוח מגע ודינמיקת מחוות. ארבע אינטראקציות אנושיות מייצגות: מגע עדין, נקישה, צביטה קלה וצמידה חזקה, נותחו. הוכנסו מדדים דו-ממדיים, סטיית גל שווה ערך ועומס שווה, כדי להבחין בין עוצמת כוח לקטגוריות מחווה. תוצאות ניסוי מראות שהמערכת משיגה הפרדה ברורה בין המחוות ותגובת ויסקואלסט דמוית עור, עם זמן פריקה ממוצע של 0.4 שניות ±-0.2 שניות. נתמכת בהעברת נתונים אלחוטית בזמן אמת במהירות 1.5 Mbps, והעיצוב המודולרי מספק בסיס ניתן להרחבה לשילוב עתידי של מודאליות נוספות. עבודה זו יוצרת מסגרת חומרה לאינטראקציה מישושית מבוססת כוח ותנועה בין אדם-רובוט, עם קיבולת מורחבת למערכות תפיסה רב-מודליות.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

חישה מישושית נחקרה לעומק עבור תפיסה רובוטית 1,2, אך רוב מערכות העור האלקטרוניות (e-skin) עדיין מסתמכות על תצורות חד-מודליות בצפיפות נמוכה שיכולות להגביל את הפרשנות של מגע אנושי מורכב. למרות התקדמות משמעותית בחומרים טקטיליים גמישים וארכיטקטורות מכשירים3, אינטגרציה ברמת המערכת של חישה מולט-מודלית ורב-ערוצית עם רכישה מדויקת בזמן אמת מציבה אתגרים טכניים מתמשכים4. כתוצאה מכך, נושאים מרכזיים כמו סנכרון אותות, תיאום תזמון ואופטימיזציה של תפוקת נתונים דורשים טיפול שיטתי במערכות מישושיות בקנה מידה גדול או עם מספר ערוצים גבוה5. כדי לענות על דרישות אלו, נדרש ארכיטקטורה קדמית בעלת רוחב פס גבוה המסוגלת לנהל זרמי נתונים מסונכרנים מרובי ערוצים, לשמור על שלמות האות ולתמוך באפיון כמותי של מחוות וכוח 6,7,8.

מערכות e-skin רב-מודליות הפכו לפיתוח משמעותי המאפשרות לפלטפורמות רובוטיות לחקות את יכולות החישה המישושית המורכבות של עור האדם. חיישנים מסורתיים במודליות יחידה, שמזהים רק לחץ או טמפרטורה רגילים, עשויים שלא ללכוד במלואם את המורכבות והדינמית של אינטראקציות מישושיות בעולם האמיתי. לעומת זאת, מערכות רב-מודליות בהשראת אדם נועדו לזהות סוגים שונים של גירויים מישושיים בזמן אמת, כולל כוח גזירה, רטט ורמזים תרמיים. לדוגמה, לי ועמיתיו פיתחו מערכת תפיסה מישושית בהשראת ביולוגיה, המסוגלת לזהות בזמן אמת בארבעה ערוצי חישה מובחנים, מה ששיפר את הזיהוי של מרקם, מצב מגע ומצבי אינטראקציה עם אובייקטים9.

התקדמות אחרונה באלקטרוניקה גמישה הרחיבה עוד יותר את אופקי המערכות הרב-מודליות הללו, במיוחד באמצעות פיתוח עור אלקטרוני מתקדם (e-skin) המדמה את ההתאמה המכנית והרגישות הגבוהה של רקמות ביולוגיות. לדוגמה, חקר חומרים פעילים חדשניים ועיצובים מבניים היררכיים הוביל לפלטפורמות e-skin מהדור הבא עם רגישות מישושית חסרת תקדים ורב-פונקציונליות10. מעבר לחדשנות חומרית, המעבר ליישום בקנה מידה גדול מחייב טכניקות ייצור חזקות וניתנות להרחבה. אלקטרוניקה מודפסת הפכה לפתרון מרכזי, המאפשר אינטגרציה מדויקת וחסכונית של מערכי חיישנים בצפיפות גבוהה על מצעים אלסטומריים מגוונים, תוך שמירה על ביצועי המכשיר11.

כדי להבטיח את אמינות המערכות הללו בתרחישים מעשיים, חוקרים מתמקדים יותר ויותר באופטימיזציה של תכונות אלקטרומכניות ומנגנוני חישה של חיישנים גמישים כדי להפחית שיחת אותות והפרעות סביבתיות12. בסופו של דבר, הפרדיגמה הנוכחית בתחום משתנה מרכיבי חישה מבודדים לפלטפורמות משולבות, חכמות וגמישות שמחברות חומרים מתקדמים עם מסגרות עיבוד אותות יעילות גבוהה13.

עם זאת, שילוב מודאליות חישה מרובות למערך מאוחד מציב אתגרים משמעותיים בקישור אותות, סנכרון ופרשנות נתונים. קונג ואחרים הדגישו את הצורך באסטרטגיות אינטגרציה וניתוק חזקות במערכי חיישנים רב-מודליים בצפיפות גבוהה, כדי להבטיח בידוד אותות מדויק ולמזעור דיבור צולב14. יתרה מזאת, ההתנהגות המכאנית של מצע החישה הרך משפיעה משמעותית על נאמנות האות. מו ואחרים הראו כי הטבע הוויסקואלסטי של קומפוזיטים פולימריים מוליכים עלול לגרום לסטיית אותות והיסטרזיס, תוך הדגשת תפקיד מידול חומר ואסטרטגיות פיצוי ברמת המערכת בפלטפורמות חישה רב-מודליות 15. ביחד, ממצאים אלו מצביעים על כך שפיתוח מערכות e-skin רב-מודליות בעלות רוחב פס גבוה, מודעות לצמיגות ומנותקות הוא חיוני לקידום תפיסת מישוש חכמה ברובוטיקה ובממשקי אדם-מכונה16 .

כדי להבטיח רכישה בזמן אמת של אותות מישושיים מרובי ערוצים עם השהיה מינימלית ושלמות אותות גבוהה, אומצה מסגרת רכישה מורכבת המבוססת על התקני לוגיקה מתוכנתים (CPLD). מחקרים קודמים הראו כי CPLDs מתאימים לניהול צינורות נתונים מהירים וזרמי אותות קריטיים לתזמון במערכות חיישנים17,18.

בהשוואה לארכיטקטורות רכישת נתונים מסורתיות, הגישה ההיברידית ההיברידית המבוססת על CPLD מציעה מספר יתרונות מובחנים. בעוד שמערכות מבוססות יחידות מיקרו-בקר (MCU) לעיתים קרובות מסתמכות על סנכרון ברמת תוכנה או סקר רציף, הן נוטות לרעידות תזמון לא דטרמיניסטיות ולהשהיית הפרעות, מה שעלול לפגוע ביישור פאזה של האות בספירות ערוצים גבוהות19. לעומת זאת, הארכיטקטורה המבוססת על לוגיקת חומרה של CPLD מבטיחה ביצוע מקביל בלבד ותזמון דטרמיניסטי ברמת ננו-שנייה לכל 36 הערוצים. יתרה מזאת, בעוד שמערכי שערים מתוכנתים בשדה (FPGAs) מספקים עוצמת חישוב גבוהה יותר, CPLDs מציעים פתרון חסכוני יותר ויעיל יותר באנרגיה לעומק הלוגי הנדרש במכונות מצב בתדר היברידי, ומקל על יציבות ארוכת טווח ביישומי e-skin לביבים. בנוסף, בניגוד לשיטות ריבוי ערוצים נמוכים יותר שמקריבות רוחב פס דגימה אפקטיבי לכל ערוץ, הארכיטקטורה המסונכרנת המוצעת שומרת על קצב עקבי של 2 קילוהרץ למודאליות מישושית, ומתגברת על צווארי הבקבוק של מיזוג נתונים הטרוגני שזוהו בספרות עדכנית19.

מחקר זה מציג עור אלקטרוני גמיש רב-מודלי המשולב עם מערכת רכישה מבוססת CPLD. המערכת תומכת ב-36 ערוצים של דגימת תדר היברידית של 14 ביט, הפועלים בתדר 2 קילוהרץ לערוצים מישושיים דינמיים ו-100 הרץ למודאליות עזר, כולל תאוצה, טמפרטורה, לחות, תאורה וחיישני קול (איור 1). המערכת משלבת חיישנים הטרוגניים אלה על מצע גמיש של מעגל מודפס (FPC), ומבטיחה הן התאמה מכנית והן יציבות חשמלית. שכבת כיסוי ויסקואלסטיתתואמת 15, המחולקת ליחידות מלבניות קטנות, אומצה לשיפור יכולת ההסתגלות לעיוות מקומי ויציבות המגע במהלך אינטראקציות מישוש.

לגבי התאמה מעשית, ארכיטקטורת הדגימה המקבילה המהירה מותאמת ללכידת אירועים מישושיים מהירים ואימפולסיביים כמו הקשה או החלקת טקסטורה בסביבת מעבדה מבוקרת. עם זאת, מגבלות הפעלה כוללות פוטנציאל להידרדרות נאמנות האותות עקב סטיית ויסקואלסטית והיסטרזיס של המצע הרך, מה שמחייב כיול תקופתי או פיצוי מבוסס תוכנה. יתרה מזאת, בעוד שהמערכת ניתנת להרחבה למספר ערוצים גבוה יותר, היישום הנוכחי מוגבל על ידי רוחב הפס של השידור האלחוטי לצורך ויזואליזציה בזמן אמת.

ה-CPLD מנהל רכישה מרובת ערוצים מסונכרנת והעברת נתונים אלחוטית, ומבטיח ביצועים יציבים בזמן אמת. גישה זו מאפשרת איסוף אותות רב-מודליים בצפיפות גבוהה ומספקת בסיס חומרתי ניתן להרחבה לתפיסה מישושית רובוטית. כדי להעריך הבחנה מישושית, נותחו בניסוי ארבע מחוות מייצגות: מגע עדין, נקישה, צביטה קלה וצמידה חזקה.

עבודה זו מתמקדת בהדגמת היתכנות ושלמות האות של ארכיטקטורת e-skin רב-מודלית בעלת רוחב פס גבוה. חישת לחץ מיושמת באמצעות מנגנון פיזורזיסטיבי המבוסס על חומר חישה ויסקואלסטי, קומפוזיט פולימרי מוליך המאופיין בהתנגדות נפח של <500 אום ס"מ. בתצורה זו, הלחץ המכני משנה את התנגדות המגע בתוך החומר, אשר נלכדת לאחר מכן על ידי מערכת הרכישה. ערוצי לחץ נבחרו כאמצעי ייצוגי לאימות רכישה בזמן אמת ואיכות נתונים. בעוד שהמערכת תומכת במודאליות נוספות כמו האצה וטמפרטורה, היישום והניתוח שלהן שמורים למחקרים ייעודיים עתידיים.

כדי להתמודד עם האתגרים של רכישת נתונים מישושית בצפיפות גבוהה, עבודה זו עושה שימוש בארכיטקטורת חומרה מבוססת CPLD המשולבת עם מודול Wi-Fi 6. כפי שמוצג באיור 2, המערכת מתוכננת לנהל 36 ערוצים ברזולוציה של 14 ביט בקצב דגימה מהיר של 2 קילוהרץ, מה שמייצר קצב העברת נתונים גולמי של כ-1.01 Mbps. באמצעות פרוטוקול 802.11ax, הפלטפורמה משיגה קצב שידור יציב ויעיל של 1.5 מגה-ביט לשנייה, תוך שמירה על שיעור אובדן חבילות של פחות מ-0.2% בסביבות מעבדה טיפוסיות. גישה מבוססת לוגיקת חומרה זו מבטלת את רעידות התזמון הלא-דטרמיניסטיות והשהיית הפרעות הנפוצים בארכיטקטורות מבוססות MCU, ומציעה חלופה חסכונית יותר באנרגיה ועלות לפתרונות מבוססי FPGA. צינור נתונים חזק כזה מבטיח את הסנכרון המדויק בזמן אמת ואת שלמות האות, הנדרשים לזיהוי מחוות מורכב ולחישה מישושית רב-מודלית.

הוגדרו אינדיקטורים ללא ממד: עיוות גל שקול (EWS) ועומס שקול (EL). ה-EWS מכמת את האסימטריה הזמנית של גל התגובה המישושית, בעוד שה-EL מייצג את עוצמת הכוח הכוללת המשולבת לאורך משך המגע. ניתוח המדדים הללו חשף חתימות מכניות מובחנות לכל מחווה, עם זמן פריקה ממוצע של 0.4 שניות ±-0.2 שניות, מה שמרמז כי תגובת הוויסקואלסטית של המצע תורמת למאפיינים הזמניים שנלכדים על ידי המערכת.

תוצאות אלו מראות את ההיתכנות של עוצמת מגע מדויקת וזיהוי מחוות באמצעות רכישה מסונכרנת ורב-מודאלית. המערכת המוצעת מספקת פלטפורמה קדמית פונקציונלית לניתוח מגעי כמותי ומבססת בסיס להתפתחויות עתידיות באינטראקציה רגשית או רגשית בין אדם לרובוט.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כל ההליכים הניסיוניים המתוארים כאן היו לא פולשניים ולא כללו נבדקים קליניים מבעלי חיים או בני אדם; לכן, לא נדרשה אישור אתי למחקר זה. החומרים והציוד בהם משתמשים מופיעים בטבלת החומרים.

1. ייצור חיישנים

  1. הכנה ואינטגרציה של חיישן הוויסקואלסטי
    1. סמן את מידות המטרה [למשל, 5 מ"מ x 5 מ"מ] על חומר החישה הוויסקואלסטי באמצעות סרגל מדויק וטוש קבוע בקצה דק כדי להבטיח דיוק ממדי. חתכו את החומר לאורך הקווים המסומנים באמצעות מספריים חדות עם קצה דק. בצע את החיתוכים בתנועה רציפה אחת ככל האפשר כדי להבטיח קצוות נקיים ולמזער עיוות מכני או פרימה בגבולות.
    2. נקה את רפידות ההתקנה על פני השטח של המעגל המודפס הגמיש (FPC) באמצעות [למשל, אלכוהול איזופרופיל ומגבון ללא סיבים] להסרת מזהמים ולהבטיח הידבקות מיטבית (איור 1).
    3. הדביקו את חלקי החומר הוויסקואלוסטי לרפידות ההרכבה על פני השטח של ה-FPC באמצעות דבק מוליך.
    4. מרחו שכבה דקה של שרף שניתן לרפא ב-UV סביב בסיס חומר החישה כדי לעטוף את מפרק הדבק. ייבשו את השרף באמצעות מקור אור UV באורך גל של 365 ננומטר בעוצמה של 100 mW/cm² למשך 5 דקות.
    5. בדוק את הרציפות החשמלית של החיישן המורכב באמצעות מולטימטר דיגיטלי.
      הערה: ערכי ההתנגדות צריכים להיות בטווח של 5 kΩ עד 20 kΩ בתנאי עומס אפס.
    6. הפעילו לחץ חיצוני ומדדו את השינוי המתאים בהתנגדות כדי לאפיין את תכונות הרגישות ללחץ של המכשיר המורכב.

2. יישום לוח רכישת הנתונים

  1. תצורת מערכת רכישת הנתונים הרב-קצבית
    1. אינטגר את מעגלי החזית האנלוגית ומעגלי המרת הנתונים על בסיס FPC גמיש אחד (איור 3).
    2. השתמש בחמישה מתגים אנלוגיים בעלי 8 ערוצים (איור 4A) לבחירת ערוצי חיישנים. מחברים אותם עם שלושה ממירים אנלוגיים לדיגיטליים (ADCs) מקבילים של 14 ביט (איור 4B) לדיגיטציה של אותות.
    3. חבר את ה-ADC ורשת המעבר למכשיר לוגי מתוכנת מורכב (CPLD) לניהול כתובות ערוצים, בקרת תזמון וסינכרון.
    4. חבר בצורה מאובטחת את ה-FPC של החיישן ללוח הרכש באמצעות מחבר FPC עם 40 פינים. ודא שמנגנון הנעילה מחובר במלואו כדי למנוע חוסר יציבות באות.
  2. בקרה וטיפול בנתונים מבוססי CPLD
    1. תכנתו את לוגיקת CPLD להנעת כל ה-ADC באופן סינכרוני על ידי יצירת אותות תזמון מדויקים בהתאם למרווחי הדגימה הנדרשים.
    2. הגדר את שערי הלוגיקה הפנימיים של ה-CPLD לתיאום החלפת ערוצים במהירות גבוהה ולמזג את זרמי הנתונים המקבילים משלושת ה-ADC לחבילת נתונים מאוחדת.
    3. העבר את הנתונים הממוזגים דרך ממשק סיריאלי בקצב baud של 1.5 Mbps למודול Wi-Fi לתקשורת אלחוטית בזמן אמת עם מחשב מארח.
  3. ממשק ADC לדגימת תדרים היברידית
    1. שלוט בכל אחד משלושת מעבורי SAR עצמאיים בני 14 ביט דרך ממשק סידורי ייעודי בן 3 חוטים הכולל קווי Chip Select (CS#), Serial Clock (SCLK) ו-Serial Data (SDATA) המנוהלים על ידי CPLD.
    2. מימוש מחלקי שעון ספציפיים לערוץ בתוך ארכיטקטורת CPLD כדי לייצר את קצבי הדגימה הייחודיים הנדרשים למודאליות של 2 kHz, 1 kHz ו-100Hz (איור 5).
    3. אחסן כל מסגרת מדוגמת בזיכרון זמני ביחס להפניה משותפת לבסיס זמן. הפעילו דגל נתונים תקף חד-פעמי בתוך הלוגיקה כדי לאותת שהנתונים מוכנים להעברה במורד הזרם.
  4. מימוש סנכרון דגימה מבוססת סליסות זמן
    1. הגדר מסגרת דגימה גלובלית של 10 מילישניות ב-CPLD כתקופת תזמון בסיסית וחלק אותה לעשרה פרוסות זמן אחידות של 1 מילישניות.
    2. הקצה חריץ זמן קבוע אחד או יותר בתוך מסגרת 10 מילישניות זו לכל אחד מ-36 ערוצי החיישן בהתבסס על תדר הדגימה המיועד להם.
    3. לנטר את תכנית התזמון הדטרמיניסטית כדי לשמור על יישור פאזה קפדני בין כל קבוצות ה-ADC והמסגרות, תוך הבטחת רכישת נתוני תדרים היברידיים סינכרונית.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה מאפשר אפיון כמותי והבחנה של מחוות מגע מובחנות המיושמות על העור האלקטרוני (e-skin). תקן את דגימת ה-e-skin בפלטפורמת הבדיקה. מפעיל יחיד מבצע ארבע פעולות מגע מוגדרות: מגע עדין, נקישות, צביטה קלה וצמידה חזקה, בהתאם לפרמטרים המפורטים בטבלה 1. תנועת "מגע עדין" כללה הנחת אצבע בעדינות על יחידת e-skin אחת למשך כדקה אחת כדי להבטיח חזרות יציבות ועקביות.

תנועת ה"נקישות" כללה מכה רציפה ביחידה באצבע אחת בתדירות כמעט קבועה למשך כדקה. ב"צביטה קלה" ו"צביטה חזקה", הניסוי לחץ שוב ושו...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מנגנון החישה של ה-e-skin מושרש ביסודו בתכונות הויסקואלסיות של הפולימר המרכיב אותו, 6,15. חומר זה מציג גם עיוות אלסטי וגם זרימה צמיגה כאשר הוא נתון לכוח חיצוני. הרכיב הצמיגי יוצר השהיה אופיינית בהתאוששות החומר; כלומר, הוא אינו חוזר למצבו המקורי מיד לאחר הסרת הכוח, אלא דורש תקופה סופית להתאוששות. תכונות ויסקואלסטיות אלו קשורות באופן מהותי לגורמים כמו מבנה השרשרת המולקולרית של הפולימר, התפלגות המשקל המולקולרי וטמפרטורת הפעולה. חשוב לציין, מודול החומר תוכנן להיות אנל...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין אינטרסים מנוגדים.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
לוח מעגלים מודפס גמישJLCPCBכל אחד מהםמשמש לקבלת נתוני לחץ
מתגים אנלוגיים  TITMUX1108PWR משמש לבחירת ערוצים שונים
ממיר אנלוגי לדיגיטלימכשירים אנלוגייםAD7940BRMZ-REEL7המרת אותות אנלוגיים לאותות דיגיטליים
CPLDאינטלMAX 10M02יחידת עיבוד נתונים
אוסצילוסקופטקטרוניקסTBS2000אוסצילוסקופ זה משמש למדידת גלי אותות.
קוורטוס IIאינטלכל אחד מהםIDE תכנות עבור CPLD
חומר חישה ויסקואלסטיכל אחד מהםכל אחד מהםחומר זה משמש ליצירת אותות לחץ.
מודול Wi-Fi 6 חושב בינה מלאכותיתAD-M62-CBSמודול שידור נתונים

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Jiang, Y., et al. A multifunctional tactile sensory system for robotic intelligent identification and manipulation perception. Adv Sci. 11 (41), 2402705(2024).
  2. Wang, Y., et al. Human-inspired robotic tactile perception for fluid. IEEE Sens J. 24 (14), 23336-23348 (2024).
  3. Shepherd, D. R., Husbands, P., Philippides, A., Johnson, C. Versatility of Low-Resolution Tactile Sensing for Edge and Pose Detection. Proc AIRC. , 7-12 (2024).
  4. Liu, X. The more and less of electronic-skin sensors. Science. 370, 910-911 (2020).
  5. Shao, Y., Hu, H., Visell, Y. A wearable tactile sensor array for large area remote vibration sensing in the hand. IEEE Sens J. 20 (12), 6612-6623 (2020).
  6. Jeon, S., Lim, S. -C., Trung, T. Q., Jung, M., Lee, N. -E. Flexible multimodal sensors for electronic skin: principle, materials, device, array architecture, and data acquisition method. Proc IEEE. 107 (10), 2065-2083 (2019).
  7. Li, Y., et al. Large-area high-resolution skin-inspired flexible tactile sensor for robotic electronic skin. ACS Appl Electron Mater. 7 (19), 8861-8870 (2025).
  8. Zuqing, Y., Guozhen, S. Materials and device architecture towards a multimodal electronic skin. Mater Today. 64, 165-179 (2023).
  9. Lee, B. -Y., et al. Human-inspired tactile perception system for real-time and multimodal detection of tactile stimuli. Soft Robot. 11 (2), 270-281 (2024).
  10. Zhong, S., et al. Passive isothermal flexible sensor enabled by smart thermal-regulating aerogels. Adv Mater. 37 (8), 2415386(2025).
  11. Pan, Y., et al. Flexible and printed electronics. 10 (4), (2025).
  12. Xiong, W., et al. Multifunctional tactile feedbacks towards compliant robot manipulations via 3D-shaped electronic skin. IEEE Sens J. 22 (9), 9046-9056 (2022).
  13. Yuan, J., Zhao, W., Zhou, Y., Huang, Y. Flexible sensor-driven smart vehicles: Opportunities and prospects. CHAIN. 2 (3), 227-235 (2025).
  14. Kong, H., Li, W., Song, Z., Niu, L. Recent advances in multimodal sensing integration and decoupling strategies for tactile perception. Mater Futures. 3 (2), 022501(2024).
  15. Mu, Q., Wang, J., Kuang, X. Modeling the resistive viscoelasticity of conductive polymer composite for sensor usage. Soft Matter. 19, 1025-1033 (2023).
  16. Shaker, J. H., Yasmeena, A., Zoltán, A. D., Husam, A. N. Recent advances in tactile sensing technologies for human-robot interaction: current trends and future perspectives. Biosens Bioelectron X. 26, 100669(2025).
  17. Implementation of a continuous high-speed data acquisition system based on FPGA. Dong, Z., He, W., Wang, Y., Liu, J., He, K. Proc 2023 6th Int Conf Artif Intell Pattern Recognit, Xiamen, China, , 1440-1445 (2024).
  18. Oballe-Peinado, Ó, et al. FPGA-based tactile sensor suite electronics for real-time embedded processing. IEEE Trans Ind Electron. 64 (12), 9657-9665 (2017).
  19. Wang, Z., Yang, Z., Dou, X. System-level integration and multimodal signal acquisition in electronic skin: a review and demonstration. J Vis Exp. (227), e70286(2026).
  20. Slavka, V., et al. Waveform skewness: Parameter for timed up & go turn assessment. Biomed Signal Process Control. 52, 347-352 (2019).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

CPLD

מאמרים קשורים