المستشعر اللمسي هو جهاز يقيس المعلومات الناتجة عن التفاعل المادي مع بيئته. عموما يتم تصميم أجهزة الاستشعار التي تعمل باللمس بعد الحس البيولوجي لللمس الجلدي القادر على اكتشاف المنبهات الناتجة عن التحفيز الميكانيكي ، ودرجة الحرارة ، والألم (على الرغم من أن حساسية الألم ليست شائعة في أجهزة استشعار اللمس الاصطناعية). وتستخدم أجهزة استشعار اللمس في الروبوتات ، وأجهزة الكمبيوتر وأنظمة الأمن. أحد التطبيقات الشائعة لأجهزة الاستشعار عن طريق اللمس هو في الأجهزة التي تعمل باللمس على الهواتف المحمولة والحوسبة.

قد تكون مستشعرات اللمس من أنواع مختلفة بما في ذلك مستشعرات piezoresistive ، كهرضغطية كهرضغطية ، سعوية و elastoresistive.

هذه المجسات يمكنها جمع معلومات حول:

موضع وشكل واتجاه الكائن الذي يتم لمسه
قيم واتجاه القوة في منطقة الاتصال
انزلاق
الموصلية الحرارية ودرجة الحرارة المطلقة من الجسم الذي تم لمسه
الملمس ورطوبة السطح
صلابة

تصنيف

أجهزة استشعار قوة اللمس
مصفوفة المقاومة – طائرتين عموديتين للأقطاب الكهربائية المتوازية منفصلين عن بعضها البعض بواسطة مادة فطرية كبريتية. يتم تعريف نقطة الصفيف عند تقاطع الأقطاب الكهربائية المتعامدة.
استشعار اللمس المغناطيسي مقاوم
استشعار عن طريق اللمس مع طبقة كهرضغطية
استشعار عن طريق اللمس باستخدام الأشعة تحت الحمراء

حساسات اللمس الحساسة
الاستشعار عن طريق اللمس مع طبقات المطاط موصل
مستشعر اللمس بالسعة
حساس اللمس البصري
مستشعر اللمس باستخدام لحظة الثنائي القطب

الاستخدامات
تظهر مجسات اللمس في الحياة اليومية مثل أزرار المصاعد والمصابيح التي تتضاءل أو تشرق من خلال لمس القاعدة. هناك أيضا تطبيقات لا حصر لها لأجهزة الاستشعار التي تعمل باللمس والتي لا يعرفها معظم الناس.

يجب أن تحتوي المستشعرات التي تقيس تغييرات صغيرة للغاية على حساسية عالية جدًا. يجب تصميم أجهزة الاستشعار بحيث يكون لها تأثير بسيط على ما يتم قياسه ؛ مما يجعل جهاز االستشعار الأصغر في كثير من األحيان يحسن ذلك وقد يقدم مزايا أخرى. يمكن استخدام أجهزة استشعار اللمس لاختبار أداء جميع أنواع التطبيقات. على سبيل المثال ، تم استخدام هذه المستشعرات في تصنيع السيارات (الفرامل ، القوابض ، أختام الأبواب ، الحشية) ، التصفيح للبطارية ، المفاصل المثبتة ، خلايا الوقود الخ.

يعتمد التصوير عن طريق اللمس ، كطريقة تصوير طبي ، وترجمة حاسة اللمس إلى صورة رقمية ، على أجهزة الاستشعار التي تعمل باللمس. التصوير عن طريق اللمس يقلد عن كثب الجس اليدوي ، حيث إن مسبار الجهاز مع مجموعة مستشعر الضغط المركبة على وجهه يعمل بشكل مشابه للأصابع البشرية أثناء الفحص السريري ، وتشوه الأنسجة الرخوة بواسطة المسبار والكشف عن التغيرات الناتجة في نمط الضغط.

إن الروبوتات المصممة للتفاعل مع الأشياء التي تتطلب التعامل مع الدقة أو البراعة أو التفاعل مع أشياء غير معتادة تحتاج إلى جهاز حسي يتناسب وظيفياً مع قدرة الإنسان على اللمس. تم تطوير أجهزة استشعار اللمس للاستخدام مع الروبوتات. يمكن لأجهزة استشعار اللمس أن تكمل الأنظمة البصرية من خلال توفير معلومات إضافية عندما يبدأ الروبوت في السيطرة على كائن ما. في هذا الوقت ، لم تعد الرؤية كافية ، لأن الخصائص الميكانيكية للجسم لا يمكن تحديدها من خلال الرؤية وحدها. يتطلب تحديد الوزن ، والملمس ، والصلابة ، ومركز الكتلة ، ومعامل الاحتكاك ، والموصلية الحرارية تفاعل الجسم ونوع من الاستشعار عن طريق اللمس.

يتم استخدام عدة فئات من أجهزة استشعار اللمس في الروبوتات في الحرب والهندسة

صفيفات استشعار الضغط
صفائف مستشعر الضغط عبارة عن شبكات كبيرة من المخططات. “الملمس” هو “عنصر ملموس”. كل فرقة قادرة على اكتشاف القوى الطبيعية. توفر أجهزة الاستشعار المستندة إلى Tactel “صورة” عالية الدقة لسطح التلامس. إلى جانب الدقة المكانية وحساسية القوة ، تعد أسئلة تكامل الأنظمة مثل الأسلاك وتوجيه الإشارة مهمة. تتوفر صفيفات استشعار الضغط في شكل أغشية رقيقة. وهي تستخدم في المقام الأول كأدوات تحليلية تستخدم في التصنيع وعمليات البحث والتطوير من قبل المهندسين والفنيين ، وقد تم تكييفها للاستخدام في الروبوتات. تتضمن أمثلة هذه المستشعرات المتاحة للمستهلكين صفائف مبنية من المطاط الموصّل ، تيتانات الزركونيت الرصاصية (PZT) ، فلوريد البولي فينيل (PVDF) ، PVDF-TRFE ، FET ، وعناصر الاستشعار السعوية المعدنية.

مقياس السلالة
مقاييس السلالة تم بناء الوريدات من مقاييس سلالة متعددة ، مع كشف كل مقياس للقوة في اتجاه معين. عندما يتم جمع المعلومات من كل مقياس سلالة ، فإن المعلومات تسمح بتحديد نمط القوى أو عزم الدوران.

مستشعرات اللمس مستوحاة من الناحية البيولوجية
تم اقتراح مجموعة متنوعة من التصاميم المستوحاة من بيولوجيا تتراوح من أجهزة استشعار بسيطة شبيهة بالشارب والتي تقيس نقطة واحدة فقط في المرة الواحدة عبر مستشعرات أكثر تشابهاً للأطراف الإصبعية ، إلى مجسات كاملة تشبه البشرة كما في أحدث iCub (الحاجة إلى الاقتباس). غالبًا ما تتضمن مستشعرات اللمس المستوحاة من الناحية البيولوجية أكثر من إستراتيجية استشعار واحدة. على سبيل المثال ، قد تكتشف كل من توزيع الضغوط ونمط القوى التي ستأتي من صفيفات استشعار الضغط ووحدات قياس الضغط ، مما يسمح بالتمييز المكون من نقطتين واستشعار القوة ، مع قدرة شبيهة بالإنسان.

تتضمن الإصدارات المتقدمة من أجهزة استشعار اللمس المصممة بيولوجيًا حساس الاهتزاز الذي تم تحديده ليكون مهمًا لفهم التفاعلات بين مستشعر اللمس والأجسام التي ينزلق فيها جهاز الاستشعار فوق الجسم. من المفهوم الآن أن هذه التفاعلات مهمة لاستخدام الأداة البشرية والحكم على نسيج الكائن. يجمع أحد هذه المستشعرات بين استشعار القوة ، واستشعار الاهتزاز ، واستشعار نقل الحرارة.

DIY و Open-Hardware Touchile Sensors
في الآونة الأخيرة ، أصبح جهاز استشعار اللمس المتطور مفتوحا ، مما مكن المتحمسين والهواة من تجربة تكنولوجيا باهظة الثمن. علاوة على ذلك ، مع ظهور الكاميرات البصرية الرخيصة ، تم اقتراح أجهزة استشعار جديدة يمكن بناؤها بسهولة وبتكلفة منخفضة باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد.