触觉系统及其在生物医学工程中的应用研究,Advances in Materials Science and Engineering

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触觉系统及其在生物医学工程中的应用研究
Advances in Materials Science and Engineering Pub Date : 2020-01-08 , DOI: 10.1155/2020/4047937
Yousef Al-Handarish _{1,

2} , Olatunji Mumini Omisore ₁ , Tobore Igbe _{1,

2} , Shipeng Han ₁ , Hui Li ₁ , Wenjing Du ₁ , Jinjie Zhang ₁ , Lei Wang ₁

Affiliation

在过去的几十年中，触觉传感器已经成为学术界和工业界一个新兴的研究领域。最近的进展已经证明了触觉传感器在生物医学工程领域的应用，并为构建多功能的电子皮肤（e-skin）提供了新的机会，该电子皮肤能够模仿医学上的人类触觉。分析表明，当前的智能触感技术具有高性能，低成本，时间效率高和易于制造的优点。因此，触觉传感系统已经足够成熟，可以集成到与生物医学工程相关的多个领域中。此外，人工智能有潜力应用于人机接口，例如医疗机器人操纵，尤其是在微创机器人手术中，通常是触觉感应的问题。在本次调查中，我们对触觉传感器的技术现状进行了全面回顾。我们专注于转导机制的技术细节，例如压阻，电容，压电和摩擦电，并重点介绍新型和常用材料在触觉传感中的作用。此外，我们讨论了在生物医学工程领域中已报道的贡献，包括其在构建多功能电子皮肤，人机界面和微创外科手术机器人方面的当前和未来应用。最后，报告了在触觉传感系统的技术方面已经做出的一些挑战和显着改进。在本次调查中，我们对触觉传感器的技术现状进行了全面回顾。我们专注于转导机制的技术细节，例如压阻，电容，压电和摩擦电，并重点介绍新型和常用材料在触觉传感中的作用。此外，我们讨论了在生物医学工程领域中已报道的贡献，包括其在构建多功能电子皮肤，人机界面和微创外科手术机器人方面的当前和未来应用。最后，报告了在触觉传感系统的技术方面已经做出的一些挑战和显着改进。在本次调查中，我们对触觉传感器的技术现状进行了全面回顾。我们专注于转导机制的技术细节，例如压阻，电容，压电和摩擦电，并重点介绍新型和常用材料在触觉传感中的作用。此外，我们讨论了在生物医学工程领域中已报道的贡献，包括其在构建多功能电子皮肤，人机界面和微创外科手术机器人方面的当前和未来应用。最后，报告了在触觉传感系统的技术方面已经做出的一些挑战和显着改进。我们专注于转导机制的技术细节，例如压阻，电容，压电和摩擦电，并重点介绍新型和常用材料在触觉传感中的作用。此外，我们讨论了在生物医学工程领域中已报道的贡献，包括其在构建多功能电子皮肤，人机界面和微创外科手术机器人方面的当前和未来应用。最后，报告了在触觉传感系统的技术方面已经做出的一些挑战和显着改进。我们专注于转导机制的技术细节，例如压阻，电容，压电和摩擦电，并重点介绍新型和常用材料在触觉传感中的作用。此外，我们讨论了在生物医学工程领域中已报道的贡献，包括其在构建多功能电子皮肤，人机界面和微创外科手术机器人方面的当前和未来应用。最后，报告了在触觉传感系统的技术方面已经做出的一些挑战和显着改进。其中包括它在构建多功能电子皮肤，人机界面和微创外科手术机器人方面的当前和未来应用。最后，报告了在触觉传感系统的技术方面已经做出的一些挑战和显着改进。其中包括它在构建多功能电子皮肤，人机界面和微创外科手术机器人方面的当前和未来应用。最后，报告了在触觉传感系统的技术方面已经做出的一些挑战和显着改进。

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A Survey of Tactile-Sensing Systems and Their Applications in Biomedical Engineering

Over the past few decades, tactile sensors have become an emerging field of research in both academia and industry. Recent advances have demonstrated application of tactile sensors in the area of biomedical engineering and opened up new opportunities for building multifunctional electronic skin (e-skin) which is capable of imitating the human sense-of-touch for medical purposes. Analyses have shown that current smart tactile sensing technology has the advantages of high performance, low-cost, time efficiency, and ease-of-fabrication. Tactile sensing systems have thus sufficiently matured for integration into several fields related to biomedical engineering. Furthermore, artificial intelligence has the potential for being applied in human-machine interfacing, for instance, in medical robotic manipulation, especially during minimally invasive robotic surgery, where tactile sensing is usually a problem. In this survey, we present a comprehensive review of the state of the art of tactile sensors. We focus on the technical details of transduction mechanisms such as piezoresistivity, capacitance, piezoelectricity, and triboelectric and highlight the role of novel and commonly used materials in tactile sensing. In addition, we discuss contributions that have been reported in the field of biomedical engineering, which includes its present and future applications in building multifunctional e-skins, human-machine interfaces, and minimally invasive surgical robots. Finally, some challenges and notable improvements that have been made in the technical aspects of tactile sensing systems are reported.

更新日期：2020-01-08

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