包括人類(lèi)、猴子和類(lèi)人猿在內(nèi)的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物在手和腳上進(jìn)化出了表皮脊線(xiàn),并且這里的汗腺密度比身體其他地方高。這樣可以讓它們精確調(diào)節(jié)皮膚濕度,在操縱物體時(shí)提供更大的抓握力。英國(guó)伯明翰大學(xué)與韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)和延世大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)的研究人員合作的一項(xiàng)新研究顯示指紋的水分調(diào)節(jié)機(jī)制,不僅可以幫助人們更好地抓握物體,還能幫助科學(xué)家開(kāi)發(fā)出更好的假肢、機(jī)器人設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境。相關(guān)研究成果發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》。
指紋有助于增加與光滑表面接觸時(shí)的摩擦力,增強(qiáng)對(duì)粗糙表面的抓握力和觸覺(jué)的敏感性。指紋的水分調(diào)節(jié)機(jī)制則確保了皮膚角質(zhì)層的最佳水合狀態(tài),從而最大限度地增加摩擦力。
分揀機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)“靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物在手和腳上進(jìn)化出了表皮脊線(xiàn),其中指紋脊線(xiàn)對(duì)于抓握和精確操作固態(tài)物體非常重要。它們可以調(diào)節(jié)外部來(lái)源或汗腺釋放的水分,從而最大限度地增大摩擦力,避免‘災(zāi)難性’的打滑,讓我們能夠握住智能手機(jī)?!毖芯空撐暮现摺⒉骱泊髮W(xué)產(chǎn)品工程與制造學(xué)教授MikeAdams說(shuō),了解手指指紋脊線(xiàn)摩擦的影響,有助于研究人員開(kāi)發(fā)更逼真的觸覺(jué)傳感器。例如,應(yīng)用于機(jī)器人和假肢的傳感器,以及觸摸屏和虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的觸覺(jué)反饋系統(tǒng)。
超聲波潤(rùn)滑通常用于提供感官“觸覺(jué)”反饋的觸摸屏顯示器,但與潮濕的指紋脊線(xiàn)相比,當(dāng)用戶(hù)處于干燥環(huán)境時(shí),超聲波潤(rùn)滑的效果會(huì)降低。此外,通過(guò)觸摸區(qū)分織物等精細(xì)結(jié)構(gòu)的表面,要依賴(lài)于側(cè)向振動(dòng)誘導(dǎo),因此滑動(dòng)摩擦的缺失會(huì)阻礙識(shí)別實(shí)際接觸到的東西。
指紋是靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物和考拉獨(dú)有的,似乎具有雙重作用,在促進(jìn)多余水分蒸發(fā)的同時(shí),在其底部提供一個(gè)水分儲(chǔ)存庫(kù),以使抓握力最大化。
研究人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)手指與不透水的表面接觸時(shí),指紋脊線(xiàn)部毛孔中的汗液會(huì)使皮膚更柔軟,從而顯著增加摩擦力。而脊線(xiàn)汗液的順應(yīng)性增加最終會(huì)導(dǎo)致毛孔堵塞,防止釋放出過(guò)多的水分從而降低抓握物體的能力。
利用高科技激光成像技術(shù),科學(xué)家發(fā)現(xiàn),水分調(diào)節(jié)由兩部分組成,即上述汗孔阻塞過(guò)程,以及由于接觸物體時(shí)表皮脊線(xiàn)特定橫截面形狀變化導(dǎo)致的外部多余水分的加速蒸發(fā)。
申通快遞分揀機(jī)器人的劣勢(shì)無(wú)論最初手指肚是濕的還是干的,上述兩個(gè)過(guò)程使指紋脊線(xiàn)保持最佳濕度,從而使摩擦力最大化。
京東物流的分揀機(jī)器人怎么運(yùn)作“這種水分調(diào)節(jié)的雙重機(jī)制為靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物在干濕環(huán)境下提供了進(jìn)化上的優(yōu)勢(shì),賦予它們操控和移動(dòng)物體的能力,而其他動(dòng)物,如熊和大型貓科動(dòng)物并不具備上述機(jī)制和能力?!盇dams補(bǔ)充說(shuō)。
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