中学综合学科资源库——器官胡 波（华东师范大学 化学系 ） 张映辉（华东师范大学 生物系 ）人体五官与感觉传感器时至 21 世纪，人类的部分劳动已交由机器人完成。在众多机器人中，智能机器人的工作过程完全模仿了人体的活动机理：感觉传感器将外界信息传送给相当于人脑的计算机处理，相当于人体四肢的执行机构则按计算机指令操作。下面我们就将人体五官与感觉传感器作一个对比介绍。一、眼睛与视觉传感器眼睛是人体的视觉器官，可识别物体的材质、方位、形状、颜色及大小等等。但人的视力仅限于可见光范围，而视觉传感器则能检测到红外线、可见光及紫外线。红外线视觉传感器能在伸手不见五指的黑夜看清物体，这是因为任何温度高于绝对零度的物体都会以红外线的形式向外辐射能量，该能量与物体的温度、材质、状态有关，测出辐射能量便能鉴别物体。CCD 视觉传感器依其光敏元排列方式分为线型和面型，每个光敏元的光生电荷量不仅含有光照度的信息，而且还含有该单元位置的信息。这种视觉传感器具有响应快、灵敏度高、稳定性好等优点，能够观察物体的位置、姿态、尺寸及表面状况，被广泛应用于数码相机、数码摄像机、扫描仪等设备。雷达及光纤传感器是真正的“千里眼”。雷达的原理是发射电波和接收电波，由时间差测定距离。雷达普遍用于找寻目标和测定距离，如微型脉冲雷达就被用作无人驾驶系统的“眼睛”。光纤传感器采用光波传递信息，频带宽，不受电磁干扰，耐腐蚀，可扰性好，用于检测各种机械量、过程控制量和电磁量。二、皮肤与触觉传感器作为人体触觉器官的皮肤能感受压力、硬度、形状、滑动、振动、温度等刺激，而各种触觉传感器同样能对物体表面的物理性质进行测试。2001 年上海市高考物理试题中出现的力电转换器就是这一类传感器。一种机器手指的表面用橡胶膜制成，中心是一根细导线，中间布满了细小颗粒，这种颗粒被压得越厉害，流经导线的电流就越大。该机器手指触摸物体时能识别小于 1mm 的凹凸，达到了人体指尖的灵敏度。滑觉传感器利用 PVDF 的颤噪效应或对阵列式触觉传感始的图像分析来检测作用在机械手上的平行力，借助滑觉传感器可以控制机械手用最小的力握住物体而不让其滑动。人体皮肤只能在一段范围内（一般为－40℃～80℃）感受温度，否则就会受伤。而温度传感器不但测量范围宽（从绝对零度到核融等离子体温度），而且具有人类望尘莫及的高灵敏度。红外温度传感器还能进行不接触测量。三、耳朵与听觉传感势中学...
