以下文章來源於CAAI認知系統與資訊處理專委會 ，作者夏子煒
機器人技術和虛擬現實技術的快速發展對實現高效並行控制提出了更高的要求。外骨骼作為一種輔助性的可穿戴裝置，通常需要巨大的成本和複雜的資料處理來實現跟蹤多維人體運動。論文提出了一種摩擦電雙向感測器，作為一種通用且經濟高效的解決方案，用於定製外骨骼以低功耗監控人類上肢的所有活動關節。檢測相應的運動，包括肩部的兩個自由度旋轉、手腕的扭轉和彎曲運動，並將其用於實時控制虛擬角色和機械臂。
本文報告了一種與外骨骼系統整合的摩擦電雙向 (TBD) 感測機制，用於捕獲人類手臂和手指的運動並將其投射到機械臂或虛擬空間中，如圖 1a 所示。進一步藉助動力學分析，可以透過來自具有簡約設計的 TBD 感測器的資料來估計多個物理引數。圖 1a 顯示了我們的方法的簡約設計策略，以顯著降低感測系統的複雜性以及計算能力。旋轉 TBD (RTBD) 感測器由三個主要部件組成，一個軸、一個帶有聚四氟乙烯 (PTFE) 層光柵圖案的飛環和一個帶有兩個電極的雙穩態開關，它們負責檢測順時針和分別逆時針旋轉。線性 TBD 感測器包括一個開關夾具、一個帶有 PTFE 光柵圖案的柔性基板和一個雙穩態開關。根據摩擦電滑動感測模式，TBD 感測器可以使用來自單個 PTFE 光柵圖案的輸出檢測雙向旋轉角度（圖 1b）。此外，一組定製的外骨骼臂被 3D 列印，以實現 TBD 感測器的設定，以實現多關節和多自由度 (DOF) 的運動檢測，具有適用於正常控制的可比解析度。結合基於手指的HMI，由於利用了多種摩擦電操作模式，可以完全使用設計簡單的摩擦電感測器來完成整個手臂/手的運動投影。
總的來說，所提出的外骨骼感測系統為實現身體運動跟蹤和多個物理引數的估計提供了一種低成本、節能、通用的解決方案，為並行控制的相關研究提供了很大的幫助。這種外骨骼感覺系統顯示出巨大的潛力，成為一種經濟和先進的人機介面，用於支援真實世界和虛擬世界中的操作，包括機器人自動化、醫療保健和培訓應用程式。
