图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Oral Presentation生物智能的表面工程基础：指纹结构的频率调制作用

编号：179 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-11 11:03:52 浏览：77次收藏取消收藏

2024-05-12 11:15

15min

[J] 论坛9：生物与医学表面工程 [J-1] 论坛9上午

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摘要

触觉作为人类感知外界的一个重要方式，能够提供温度、压力和软硬等多维度的触觉信息，是人体智能的重要基础。人类指尖所特有的指纹结构也一直被视为触觉设计的重要仿生对象，但指纹结构在触觉中的作用机理尚不明确。本文结合理论模型和实验系统研究了指纹结构在人类触觉中起到频率调制的作用。研究发现，相较于基于接触面积的理论模型，基于碰撞振动的理论模型能很好解释指纹对粗糙形貌表面、精细形貌表面以及随机形貌表面的频率调制作用。进一步通过实验充分验证了基于碰撞振动的指纹触觉传感理论模型的准确性。指纹在识别粗糙形貌表面（低频表面，不在敏感区间）时，会额外产生一个在指纹敏感区间的高频；在识别精细形貌表面（高频表面，不在敏感区间）时，会额外产生一个在指纹敏感区间的低频。总的来看指纹在识别不同形貌表面时总会起到一个频率调控作用，将表面形貌信息额外调制出人体触觉传感器敏感频率，即在指纹的帮助下，指尖触觉便始终保持着高灵敏度和高准确度。相关研究加深了人们对生物触觉机理的认知，为仿生触觉传感器的设计和应用奠定了坚实的理论基础。