革命性超薄MXene应变传感器提升机械臂精度与安全
新加坡国立大学（NUS）研究团队在提升工业机械臂安全精度迈出关键一步，开发新系列纳米材料应变传感器，测量微小运动灵敏度比现有技术高10倍。
用柔性、可拉伸、导电纳米材料MXenes制造，这些新型应变传感器超薄、无电池、可无线传输数据。凭这些理想特性，新型应变传感器潜在可用于广泛应用。
陈博言助理教授解释：“传统应变传感器性能一直受感应材料本质限制，用户定制传感器特定应用选项有限。此工作开发简易策略控制MXenes表面纹理，使能控制各种软外骨骼应变传感器感应性能。此工作开发传感器设计原理将显著提升电子皮肤和软机器人性能。”
新型应变传感器可大显身手领域之一是精密制造，机械臂执行复杂任务如制造微芯片等易碎产品。传感器可像电子皮肤涂覆机械臂测量拉伸时微妙运动。放置在手臂关节处，应变传感器让系统精确理解机械臂移动多少及相对静止状态当前位置。现货应变传感器无要求准确度灵敏度执行此功能。
精密制造用常规自动机械臂需外部摄像头从不同角度瞄准帮助追踪定位运动。这些超灵敏应变传感器将通过提供精确运动自动反馈误差<1度改善机械臂整体安全性。将移除外部摄像头需求，因无视觉输入也能追踪定位运动。
技术突破是开发生产工艺使研究人员能创建高可定制超灵敏传感器，跨宽工作窗口具高信噪比。
传感器工作窗口决定能拉伸多少仍保持感应品质。高信噪比意味更高准确度，使传感器能区分细微振动和机械臂微小运动。
此生产工艺允许团队定制传感器任意0-900%工作窗口，同时保持高灵敏度高信噪比。标准传感器通常仅达100%范围。结合不同工作窗口多个传感器，研究人员可创建单一超灵敏传感器否则无法实现。
研究团队开发软外骨骼软机器人康复手套传感器应用工作原型。传感器赋予感知患者运动表现能力，特别是活动范围。最终使软机器人更好理解患者能力提供必要辅助手部运动。
团队目前与新加坡总医院合作探索软外骨骼康复机器人和经口机器人手术应用。“作为外科医生，我们不只靠视觉，也靠触觉感知操作体内区域。癌变组织如感觉不同于正常健康组织。给长机器人工具加超薄无线感应模块，能到达手够不着区域操作并潜在‘感觉’组织硬度无需开放手术，”新加坡总医院Lim Chwee Ming医生说。
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