Sensor táctil - Tactile sensor
Un sensor táctil es un dispositivo que mide la información que surge de la interacción física con su entorno. Los sensores táctiles generalmente se modelan según el sentido biológico del tacto cutáneo, que es capaz de detectar estímulos resultantes de la estimulación mecánica, la temperatura y el dolor (aunque la detección del dolor no es común en los sensores táctiles artificiales). Los sensores táctiles se utilizan en robótica , hardware informático y sistemas de seguridad . Una aplicación común de los sensores táctiles es en dispositivos de pantalla táctil en teléfonos móviles e informática .
Los sensores táctiles pueden ser de diferentes tipos, incluidos sensores piezorresistivos , piezoeléctricos , capacitivos y elastoresistivos.
Usos
Los sensores táctiles aparecen en la vida cotidiana, como botones de ascensor y lámparas que se atenúan o se iluminan al tocar la base. También hay innumerables aplicaciones para sensores táctiles de las que la mayoría de las personas nunca son conscientes.
Los sensores que miden cambios muy pequeños deben tener sensibilidades muy altas. Los sensores deben diseñarse para tener un pequeño efecto en lo que se mide; hacer que el sensor sea más pequeño a menudo mejora esto y puede introducir otras ventajas. Los sensores táctiles se pueden utilizar para probar el rendimiento de todo tipo de aplicaciones. Por ejemplo, estos sensores se han utilizado en la fabricación de automóviles (frenos, embragues, juntas de puertas, juntas ), laminación de baterías , juntas atornilladas, pilas de combustible, etc.
Las imágenes táctiles , como modalidad de imágenes médicas, traducen el sentido del tacto en una imagen digital se basan en los sensores táctiles. Las imágenes táctiles imitan de cerca la palpación manual, ya que la sonda del dispositivo con una matriz de sensores de presión montada en su cara actúa de manera similar a los dedos humanos durante el examen clínico, deformando el tejido blando por la sonda y detectando los cambios resultantes en el patrón de presión.
Los robots diseñados para interactuar con objetos que requieren un manejo que implique precisión, destreza o interacción con objetos inusuales, necesitan un aparato sensorial que sea funcionalmente equivalente a la capacidad táctil de un ser humano. Se han desarrollado sensores táctiles para su uso con robots. Los sensores táctiles pueden complementar los sistemas visuales al proporcionar información adicional cuando el robot comienza a agarrar un objeto. En este momento, la visión ya no es suficiente, ya que las propiedades mecánicas del objeto no pueden determinarse únicamente con la visión. La determinación del peso, la textura, la rigidez , el centro de masa , el coeficiente de fricción y la conductividad térmica requieren la interacción del objeto y algún tipo de detección táctil.
Varias clases de sensores táctiles se utilizan en robots en la guerra y la ingeniería. Algunos métodos de localización y mapeo simultáneos se basan en sensores táctiles.
Matrices de sensores de presión
Las matrices de sensores de presión son grandes rejillas de tacteles. Un "tactel" es un "elemento táctil". Cada tactel es capaz de detectar fuerzas normales. Los sensores basados en Tactel proporcionan una 'imagen' de alta resolución de la superficie de contacto. Además de la resolución espacial y la sensibilidad a la fuerza, son importantes las cuestiones de integración de sistemas, como el cableado y el enrutamiento de señales. Las matrices de sensores de presión están disponibles en forma de película delgada . Se utilizan principalmente como herramientas analíticas utilizadas en los procesos de fabricación e I + D por ingenieros y técnicos, y se han adaptado para su uso en robots. Los ejemplos de estos sensores disponibles para los consumidores incluyen matrices construidas con caucho conductor , titanato de circonato de plomo (PZT), fluoruro de polivinilideno (PVDF), PVDF-TrFE, FET y elementos sensores capacitivos metálicos .
Rosetas de galgas extensométricas
Las rosetas de galgas extensométricas se construyen a partir de múltiples galgas extensométricas , y cada galga detecta la fuerza en una dirección particular. Cuando se combina la información de cada galga extensométrica, la información permite determinar un patrón de fuerzas o momentos de torsión.
Sensores táctiles de inspiración biológica
Se ha sugerido una variedad de diseños inspirados biológicamente que van desde sencillos sensores en forma de bigotes que miden solo un punto a la vez a través de sensores más avanzados en forma de dedos, hasta sensores completos en forma de piel como en el último iCub (cita requerida). Los sensores táctiles de inspiración biológica a menudo incorporan más de una estrategia de detección. Por ejemplo, podrían detectar tanto la distribución de presiones como el patrón de fuerzas que vendrían de las matrices de sensores de presión y las rosetas de galgas extensométricas, lo que permite la discriminación de dos puntos y la detección de fuerza, con una capacidad similar a la humana.
Las versiones avanzadas de sensores táctiles de diseño biológico incluyen detección de vibraciones, que se ha determinado que es importante para comprender las interacciones entre el sensor táctil y los objetos en los que el sensor se desliza sobre el objeto. Ahora se entiende que tales interacciones son importantes para el uso de herramientas humanas y para juzgar la textura de un objeto. Uno de estos sensores combina la detección de fuerza, la detección de vibraciones y la detección de transferencia de calor.
Sensores táctiles de bricolaje y hardware abierto
Recientemente, un sensor táctil sofisticado se ha hecho de hardware abierto , lo que permite a los entusiastas y aficionados experimentar con una tecnología que de otro modo sería cara. Además, con la llegada de las cámaras ópticas baratas, se han propuesto nuevos sensores que se pueden construir de forma fácil y económica con una impresora 3D.