以下文章來源於WEST可穿戴電子 ，作者搞材料的許三多

隨著未來幾年5G技術的建立，透過無線網路進行大量資料傳輸的成本將大大降低。在物聯網（AIoT）下部署大量感測器，實現實時感知資訊採集、資料管理和分析，這將使智慧家居和智慧製造成為可能。數字孿生（digital twin）是一個物理系統的數字複製，可進行實時控制，最佳化產品和生產線。然而，由於在網路空間建立一個與實體對等的數字系統的複雜性，取得的進展非常有限。

來自上海大學、蘇州大學以及新加坡國立大學的科研團隊合作報道了研製的感測系統採用圖案化電極的觸覺TENG （T-TENG） 感測器，可以檢測軟體驅動器抓手的滑動、接觸位置和夾持方式。

研究成果解析

軟體驅動器的彎曲角度測量透過長度TENG （L-TENG） 感測器在帶電正齒輪與電負性材料之間的接觸分離產生訊號測得。因此，無論是由自我驅動引起的運動，還是由外界刺激引起的運動，都可以被感知。

此外，由一個單電極 T-TENG 和一個L-TENG 感測器組成的基於手套的人機互動介面用於對機械手進行實時控制，驗證了實時訊號處理系統。其次，為了實現反饋功能，透過

3D打印製造了整合TENG 感測器的三執行器軟抓手

。

利用 ML 技術進行資料分析，成功演示了軟體驅動器抓手感知握持狀態，實現物件識別，並建立了數字孿生 演示，在虛擬現實環境中模擬機器人操作和實時目標識別。軟體 TENG 感測器的建立表明數字孿生在智慧工廠的生產管理和產品預測的應用上具有巨大的潛力。

圖1：用於軟體驅動器抓手的低成本摩擦奈米發電機 （TENG）及其digital twin應用的示意圖。

圖2：觸覺TENG（T-TENG）感測器的工作機理及表徵。

圖3：長度TENG （L-TENG） 感測器的工作原理及其在HMIs中的實時驗證。

圖4：結合TENG感測器的軟體驅動器抓手及機器學習訓練結果。

圖5：長度TENG （L-TENG）和觸覺TENG （T-TENG）感測器與digital twin無人倉庫系統、機器學習（ML）技術整合。

該工作提出並研究了一種結合

兩個TENG感測器的軟體驅動器感測抓手系統

。透過T-TENG感測器與L-TENG感測器結合，無論是自我驅動還是外界刺激引起的運動都可以被感知。

感測系統的實時訊號處理能力表明了實現該系統在人機介面應用的潛力。

基於改進的軟體驅動器抓手， 在重複的虛擬環境中，該數字孿生模型可以模擬機器人操作和實時目標識別，並可以在下一代智慧無人工廠和車間管理倉庫方面進一步用於裝配線生產控制管理。

參考資料：

https：//www。nature。com/articles/s41467-020-19059-3