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题名仿生六边形精细纹理的触感深度阈值研究
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作者
方星星
唐玮
徐州青
吴延泽
陈玉森
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机构
中国矿业大学机电工程学院
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出处
《摩擦学学报(中英文)》
北大核心
2025年第1期25-34,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(52375224)
江苏省自然科学基金项目(BK20242086)
+2 种基金
中国矿业大学研究生创新计划项目(2024WLKXJ066)
江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX24_2710)
江苏高校优势学科建设工程项目资助。
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文摘
六边形纹理是自然界中动物体表常见的1种纹理形式,具有良好的摩擦学性能.本文中利用认知行为学、摩擦学和脑电图法从皮肤的“感”到大脑的“知”,系统研究了微米级仿生六边形纹理深度和方向特征对触觉感知深度阈值的影响,利用单通道触感神经元群模型初步验证了纹理刺激强度和神经元兴奋性对触觉感知的影响.研究结果表明:随着纹理深度的增大,六边形纹理的主观纹理感和识别率提高、黏着摩擦分量减小、形变摩擦分量增大、振动信号频谱主频和主频最大振幅增大,当纹理深度达到触感阈值时,形变摩擦比例和振动信号主频振幅显著增大;纹理深度达到触感阈值深度后才能激发脑电事件相关电位(Event-related potentials, ERP)的P100和P200早期成分.从平端方向触摸产生的形变摩擦力分量和振动信号的主频幅值大于尖端方向触摸,平端方向触摸更容易感知到纹理.平端方向触摸激发触感脑电ERP曲线的P300成分幅值较沿尖端触摸更高,潜伏期更短.单通道神经元模型结果显示沿平端方向触摸的仿真脑电信号输入函数均值和信号幅值均高于沿尖端方向触摸,说明平端触摸产生的触感机械刺激增强是脑电信号主频幅值增大的原因之一.
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关键词
触感阈值
六边形纹理
摩擦振动
脑电
单通道神经元群模型
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Keywords
depth recognition threshold of tactile perception
bionic hexagonal texture
friction vibration
electroencephalogram(EEG)
single-channel neural mass model
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分类号
TH117.1
[机械工程—机械设计及理论]
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