سنسور لمسی (Tactile Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور لمسی (Tactile Sensor) :
سنسور لمسی (یا حسگر لامسه) یک سنسور پیشرفته است که اطلاعات لمسی را شبیه به حس لامسه در انسان فراهم می کند. این سنسورها معمولا به صورت یک آرایه (ماتریس) از تاکسِل ها (taxels - tactile elements) ساخته می شوند که می توانند توزیع فضایی فشار (و گاهی دما و لرزش) را در سطح تماس اندازه گیری کنند. سنسورهای لمسی به ربات ها امکان می دهند اشیاء را با ظرافت بگیرند، بافت آنها را حس کنند، و نیروی grip را تنظیم نمایند.
انواع سنسور لمسی بر اساس فناوری:
خازنی: هر تاکسل یک خازن است که ظرفیت آن با فشار (تغییر فاصله) تغییر می کند. ماتریس خازنی با مدارهای مجتمع خوانده می شود. مزایا: حساسیت بالا، مصرف توان کم. معایب: حساسیت به میدان های الکتریکی مزاحم و رطوبت.
مقاومتی: معمولا از مواد FSR استفاده می شود. با اعمال فشار، مقاومت ماده (یا تماس بین دو لایه رسانا) کاهش می یابد. ماتریس مقاومتی با اسکن سطر و ستون خوانده می شود. مزایا: ارزان تر، ساخت ساده تر. معایب: هیسترزیس، تکرارپذیری کمتر.
پیزوالکتریک: از مواد پیزوالکتریک پلیمری (مانند PVDF) ساخته می شود. این سنسورها به تغییرات فشار (نیروهای دینامیک) حساس هستند و برای تشخیص لرزش و بافت مناسب اند، اما فشار استاتیک را اندازه نمی گیرند.
اپتیکی: با استفاده از تغییر شدت نور یا امواج نوری در اثر تغییر شکل یک سطح. می تواند وضوح بالا و مصونیت الکترومغناطیسی داشته باشد، اما حجیم تر و گران تر است.
اولتراسونیک: تشخیص تغییرات امواج صوتی در سطح.
پارامترهای مهم در سنسور لمسی: تعداد تاکسل ها (وضوح فضایی)، محدوده فشار، حساسیت، نرخ فریم (سرعت خواندن)، هیسترزیس، و انعطاف پذیری (برای پوشش سطوح منحنی).
\[ F_{total} = \sum_{i=1}^{n} F_i \quad , \quad \text{مرکز فشار (CoP)} = \frac{\sum F_i x_i}{F_{total}} \]کاربردها:
رباتیک پیشرفته: دست های رباتیک برای گرفتن اشیاء شکننده (تخم مرغ، لیوان) و مونتاژ دقیق.
پزشکی: ابزارهای جراحی با بازخورد لمسی، پروتزهای هوشمند.
پوست الکترونیک (E-skin): برای پوشش ربات های انسان نما.
صنعت خودرو: تشخیص حضور سرنشین و تنظیم کیسه هوا.
واقعیت مجازی و پوشیدنی ها: ارائه بازخورد لمسی به کاربر.
