Назад в библиотеку

Использование устройств тактильного восприятия при управлении динамическими объектами

Автор: И.Ю. Куксин, А.А. Пугач


В процессе разработки и наладки динамических систем различного вида, возникает необходимость стабилизации системы, применяя алгоритмы управления, основанные на информации о текущей координате движущегося объекта. Для получения информации возможно внедрение тактильной обратной связи. Существует достаточное количество различных типов тактильных датчиков: резистивный, пьезорезистивный, емкостной, оптический, ультразвуковой, магнитный, пьезоэлектрический, проводящая резина (каучук) и другие. Здесь и возникает проблема выбора подходящего тактильного датчика.

Мы остановились на использовании проводящей резины, типа Velostat® –непрозрачной проводящей пленки, пропитанной углеродом. Сопротивление данного материала уменьшается при увеличении давления. Проводящая резина, как тактильный датчик выбрана из соображений низкой себестоимости и энергопотребления, хотя и обладает такими недостатками, как гистерезис и нелинейный отклик. Под воздействием нагрузки проводимость токопроводящей резины достигает своего максимального значения, а при удалении нагрузки, восстанавливает исходное значение.

Для получения координаты тактильного воздействия на проводящую резину, мы предлагаем использование метода электроимпедансной томографии (ЭИТ) сбора данных, позволяющий восстановить пространственное восстановление импеданса на поверхности исследуемого материала по результатам неинвазивных (неразрушающих) электрических измерений. Метод ЭИТ является методом визуализации распределения удельного сопротивления внутри объекта, оцениваемого на основе электрических измерений, выполненных по краю проводящего материала.

Для реконструкции изображения использовался EIDORS (Electrical Impedance and Diffused Optical Reconstruction Software) – открытый ресурс, реализованный в пакете MATLAB, для 2D и 3D реконструкции изображения на основе матриц напряжений.


Библиографический список


  1. H. Alirezaei, A. Nagakubo, and Y. Kuniyoshi, “A tactile distribution sensor which enables stable measurement under high and dynamic stretch,” IEEE Symp. 3D User Interfaces, pp. 87–93, 2009.

  2. W. Lionheart, N. Polydorides, and A. Borsic, “The reconstruction problem,” in Electrical Impedance Tomography: Methods, History and Applications, D. S. Holder, Ed. Bristol and Philadelphia: Institute of Physics Publishing, 2005, pp. 3–63.