盲人钢琴教学艺术研究

从多年来的盲人教学实践中总结了盲人在学习钢琴过程中的规律与经验，那就是帮助学生从心理上克服残障，充分发挥盲人听觉、触觉、记忆和想象能力强的优势，使钢琴教学在盲人的群体里得到健康的发展。     

基于气压式触觉的欠驱动手抓取分类方法

使用一种气压式触觉阵列传感器拾取触觉特征信息,手掌和指尖触觉阵列点的灵敏度和最大重复性误差分别为13.73,10.85 kPa/N和3.54%,2.73%.依靠欠驱动手组建了触觉特征数据集,通过离散卡尔曼滤波方法对气压式触觉传感信息进行降噪处理,结合随机森林分类方法对生活物品进行分类.实验结果表明:气压式触觉传感器灵敏度高且重复度误差小,能够有效感知抓取分类过程中的触觉信息变化,依靠欠驱动手避免了抓取时速度碰撞对分类结果产生的影响,组建数据集时无须复杂的抓取控制方式,结合离散卡尔曼滤波的随机森林分类方法能够有效地完成对物体的识别分类,识别准确率达93.2%.     

基于触觉P300的脑控下肢康复机器人

基于P300信号的脑机接口技术在康复医疗领域具有广阔的应用前景,但P300信号的诱发方式多为视听刺激诱发,容易导致患者视听疲劳,同时也限制了视听障碍患者的使用。针对这些不足,设计一种基于触觉P300的脑控下肢康复机器人系统,在被试的左右食指处各放置一个振动器,通过调整左右手振动器的刺激间隔、刺激时长及刺激比例让P300信号更容易诱发和区分;利用共空间模式算法和支持向量机对信号进行特征提取和分类。被试通过选择关注左手或右手的振动刺激输出不同指令,从而控制下肢康复机器人进行相应动作。实验证明,被试通过感受振动刺激可以轻松诱发脑电中的P300信号,在不进行P300信号平均叠加的条件下,分类准确率为86.50%,既保证了较高的分类准确率,又缩短了指令输出时间。每位被试均可通过下肢康复系统顺利完成训练任务,证明了该方法的可行性。     

人类至少有21种感觉

味觉、视觉、听觉、嗅觉和触觉，这是人类体验世界仅有的途径吗?学校至今仍在教导学生人类有这5种官能，但这种说法与科学不符。试试一手抓冰块，一手握住炙热的火钳，你能说出你通过感官得到的是什么体验?     

用于盲人的图像振动触觉显示系统设计

为了帮助视觉障碍者以振动触觉方式感知图像信息,设计了一个能自动采集图像信息并将图像轮廓转换为振动触觉刺激的触觉显示系统.该系统主要由摄像头和基于嵌入式系统的8x8振动触觉刺激阵列组成.系统能通过摄像头采集图片信息,提取物体二维轮廓特征,并以顺时针链表形式依次触发振动电机,产生动态振动触觉刺激,让佩戴者通过触觉刺激感知图...     

具有灵敏触觉的机械手指

西班牙科学家宣布一项自己的研究新成果——像人手指一样灵敏，具有触觉的机器人“手指”。这种机械手指用聚合物制成，当它接触物体时能感觉出物体的质量，并相应地使用必需的能量。     

三维力柔性触觉传感器设计

对力敏导电橡胶的压阻特性进行了分析和实验验证,得到了传感器单元三维力信息获取的数学模型,并进行了传感器阵列结构和信号处理电路的设计;通过实验对三维力触觉传感器单元进行了验证,并分析了实验结果.实验结果表明,基于力敏导电橡胶的柔性三维力触觉传感器符合设计要求,为进一步研究三维力柔性传感器提供了一种新思路.     

HMD-VR环境下基于平面辅助物的人机交互系统

针对在沉浸式虚拟现实环境中进行自然高效的交互问题,提出了一种新的头戴式虚拟现实（HMD-VR）空间中的人机交互方法. 使用平面辅助物将智能平板的交互范式引入到头戴式虚拟现实环境中,通过单深度相机对平面辅助物与手部的有效跟踪构建了一个高效的交互系统;针对虚拟空间与真实空间交互平面的尺寸差异所带来的交互错误,提出了一种触觉重定向方法,使得交互操作可以在相邻目标间连续切换,并能有效防止切换时的虚拟手抖动;实验结果表明该交互方法不仅易于使用,而且提高了交互效率和交互准确性.      

IC晶圆高效稳定传输原理与实现

在超大规模集成电路（ IC）制造过程中,晶圆需要在数百道工艺之间频繁传输,晶圆传输能力对整个IC产业的发展至关重要。晶圆传输机器人是IC制造领域的关键设备之一,承担着晶圆定位与快速、平稳搬运任务。随着IC制造向着大尺寸（直径≥300 mm ）晶圆与小线宽（≤32 nm ）方向发展,晶圆生产线工序更集中,加工速度更快,工作环境更洁净,这对晶圆传输机器人性能提出了更高要求。为了实现大尺寸超薄晶圆的高效稳定传输,我们从晶圆传输机器人精确平稳轨迹跟踪控制、面向晶圆传输的微阵列传输面设计以及接触面微力与粘滑检测触觉传感器设计等3个方面开展了研究。针对现有晶圆传输机器人样机中各个运动关节不同步和末端手的振动问题,我们提出把交叉耦合控制技术和输入整形控制同时应用到平面关节型晶圆传输机器人中,达到减小轨迹跟踪时的轮廓误差和消除柔性传动环节引起的末端执行器振动的目的,实现了机器人精确平稳轨迹跟踪控制。针对目前凸点支承式末端执行器传输晶圆时摩擦系数较小、传输效率低下的不足,我们提出了一种基于微米级垂直微阵列结构的新型晶圆传输面设计方法,实验表明该方法有效提高了晶圆传输加速度,可显著提高晶圆传输效率。针对大尺寸晶圆高效可靠传输过程中接触信息检测需求,我们提出了一种新型的晶圆传输接触面微力与粘滑传感器系统方案,即利用压敏导电墨（ PSCI ）的压阻效应实现三维力测量以及利用电磁感应原理实现粘滑检测,并通过实验验证了该方法的可行性。本文依次从问题提出、国内外研究现状分析、研究特色与实验验证等方面分别对上述3个部分的研究内容进行了分析与阐述。最后,结合上述分析,本文对现阶段的研究成果进行了总结,并提出了下一步的研究设想。     

触觉照相机:表面力觉属性采集装置

触力觉模拟对于增强虚拟现实系统的沉浸感具有重要作用。准确获取物体表面的力觉属性信息是建立逼真的触力觉模拟系统的基础。介绍了触觉照相机的概念和工作原理,针对刚度和摩擦两类表面力觉属性,阐述了测量原理,设计出可测量物体刚度和表面摩擦系数的实验方案及实验装置,该装置主要由两个独立的滚珠丝杠螺母结构、一个6自由度力传感器以及电机等部件组成。开展了典型物体的刚度测量和表面摩擦测量实验,初步检验了设计方案的合理性。