具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

针对背景中提出的在同时具有多种不同软硬度的物体包裹或混合在一起的情况下，提出一种分辨各种物体的方法和系统，上述方法和系统尤其适用于当目标待测的几个物体已知的情况下，需要利用本发明的实施例实现将上述包裹或混合在一起的物体进行区分的的目的。

在本实施例中，利用了记忆合金的特点来进行模量的区分，然后根据模量的不同来进行物体种类的区分。一般金属材料受到外力作用后，首先发生弹性变形，达到屈服点，就产生塑性变形，应力消除后留下永久变形。但有些材料，在发生了塑性变形后，经过合适的热过程，能够回复到变形前的形状，这种现象叫做形状记忆效应(SME)。具有形状记忆效应的金属一般是两种以上金属元素组成的合金，称为形状记忆合金(SMA)。

记忆合金可以应用在医学上。例如利用记忆合金制备的具有可动的肩、肘、腕及手指的微型机械手参与手术，各个形状记忆合金驱动元件都由直接通上的脉宽可调电流加以控制。

在本实施例中可以将形状记忆合金用来测试物体的模量。SMA电驱动下提供可控推力F，SMA推力F与驱动电流I有关，在一定范围内为非线性正相关；利用SMA对抗微丝或者弹簧作为回复部分的提供的阻力为F'，F'为固定值；探针阻力f：与受测物体模量、探针针尖形状、下压行程有关；上述各个力满足F＝F'+f，利用上述力的关系可以获得物体的模量。

本实施例提供了一种基于SMA的动态模量监测与反馈系统，包括以下部件：约束件包括有伸缩段及位于伸缩段两端的固定模块；探针一端与约束件一端的固定模块相连接，探针另一端贯穿约束件另一端的固定模块；驱动伸缩件的两端分别与约束件两端的固定模块相连接，驱动伸缩件为形状记忆合金丝且外接电源，用于通过收缩带动伸缩段收缩，从而确定使探针伸出达到设定探测行程时的外接电源的电流峰值；然后再通过电流峰值来确定物体的模量。

基于上述模量的获取技术，在本实施例中通过预先提供这些物体的模量所满足的不同的对应关系，当实际需要分辨时，根据探测物体所符合的对应关系来识别具体的物体种类。

在本实施例中基于形状记忆合金具有在电流作用下的驱动作用，并且具有电流-力以及电阻-行程的两组线性关系，拟采用形状记忆合金驱动探针探测物体。

仿照人体手指触摸物体感知物体软硬程度的过程，利用给形状记忆合金丝提供一定的电流形成一定的驱动力，针对不同软硬程度的物体在探测时具有如下规律：在同样力的情况下较软的物体探测行程较长、较硬的物体探测行程较短。同样的物体，力较大的情况下探测行程较长、力较小的情况下探测行程较短。图4是基于探针在相同驱动电流下的行程差异判断不同对象模量的实例，图5是基于探针在相同行程时不同驱动电流差异判断不同对象模量的实例；上述规律在图4和图5中有较为明显的体现。

上述探测过程，对不同物体会形成对应的力和探测行程的对应关系，再结合形状记忆合金丝本身所具有的电流-力以及电阻-行程的对应关系，可以将力和探测行程的对应关系转化成形状记忆合金丝在不同探测物体下的电流-电阻的对应关系，从而方便测量，以便识别物体种类。

基于上述发明构思，本发明的实施例如下：

实施例1

如图1所示的一种基于形状记忆合金丝的物体种类判断处理方法，包括：

步骤S101、向驱动伸缩件3输出第一预定电流值，其中，所述驱动伸缩件3包括：用于在电流通过的情况下进行收缩带动探针2进行运动的形状记忆合金丝，所述探针2用于探测待测物体的软硬程度。

步骤S102、获取在所述第一预定电流值的作用下的所述形状记忆合金丝的第一电阻值。

步骤S103、根据预先配置对应关系获取所述第一电阻值对应的物体种类，其中，所述物体种类为所述待测物体的种类。

通过步骤S101，在一定的力的作用下探针实现对待测物体的探测，在探测过程中获得步骤S102中表征该待探测物体的电流-电阻的对应关系，然后利用步骤S103与预先获得的多种物体的对应关系比对，吻合的即为相应的物体。因此，通过上述三个步骤实现了将已知的几种包裹或混合的物体进行区分的目的。

上述过程中，预先配置对应关系可通过多种方式获得。例如，形状记忆合金丝在电流的驱动下发生形变，从而带动探针2实现运动，电流的大小决定了形状记忆合金丝上力的大小，探针2探测物体时，不同的软硬程度影响探针2的进入物体的行程，该行程与形状记忆合金丝的形变相关，而形状记忆合金丝不同的形变导致其具有不同的电阻值，因此，能够通过记录形状记忆合金丝上的电流和电阻来反映物体的软硬程度，当每个物体有多个电流和电阻的对应关系时，即可形成物体的对应关系。

优选的，上述方法所基于的预先配置对应关系是在向所述驱动伸缩件3输出第一预定电流值之前通过以下方式获得的：

首先，向所述驱动伸缩件3输出第二预定电流，其中，所述第二预定电流施加在所述记忆形状合金丝上，所述探针2探测的物体为已知种类的物体，所述第一预定电流和所述第二预定电流相同或不同。

然后，获取在所述第二预定电流值作用下的所述形状记忆合金丝的电阻值。

最后，建立所述电阻值与所述物体的种类的对应关系。

参考图3，对空气、生物可降解材料、聚二甲基硅氧烷以及电木4种不同硬度的物体的进行多次探测，即分别施加多个第二预定电流，形成不同物体的电流-电阻对应关系。当第二预定电流小于40mA时，4条曲线区分度不明显，当第二预定电流在50mA～80mA时，可以较为明显地区分出不同的物体。由图1还可知，由于形状记忆合金驱动应变行程较大，驱动输出力值大，因此可本发明的具体实施例可适用于KPa～GPa之间超大模量跨度的多种物体的探测。

虽然在实施时根据对应关系每个物体的第一预定电流的有效范围跨度很大，但为了方便快速区分物体种类，优选在容易分辨物体的区间内施加第一预定电流。

为了能够快速准确获得目标物体的种类，除了采用上文提及的在容易分辨的物体的区间内施加第一预定电流外，还可以根据需要选择多次探测，以提高分辨物体的准确性。例如，以图1为例，若是待测物体为电木和空气这种关系差距较大即模量差距较大的两种或多种物体，则选择第一预定电流在50mA～80mA之间进行一次探测即可明显分辨；若是待测物体为电木和聚二甲基硅氧烷这种关系差距没有非常明显即模量差距不是很大的两种或多种物体，则选择第一预定电流在50mA～～80mA之间进行一次或多次探测即可明显分辨。

因此，有如下进一步的优选方式，在步骤S103中，为了获取在所述第一预定电流值的作用下的所述形状记忆合金丝的第一电阻值具体采用以下方法：

获取施加在所述形状记忆合金丝上的电流增长到所述第一预定电流值时，所述形状记忆合金丝第一电阻值变化的图，其中，所述图为电流和电阻值为坐标系下的图，所述对应关系为物体种类与电阻变化的图之间的对应关系。

上述过程中更为具体的，在步骤S103中，为了根据预先配置对应关系获取所述第一电阻值对应的物体种类具体采用以下方法：

首先，将第一电阻值变化的图与预先配置的所述对应关系中的图进行逐一比对。

然后，获取所述对应关系中与所述第一电阻值变化的图相似度超过阈值的图。

最后，确定所述待测物体的种类为所述相似度超过阈值的图对应的物体种类。

上述实施例的一个优势在于，即使面对模量跨度较大的物体，本发明在实施时需要调节的变量仅有2个，即探针球头尺度和探针驱动行程。具体的，探针2的形状以及探针2的行程是影响实施过程效果和效率的重要影响因素，例如：探针2的球头较小，则在同样力的情况下对物体施加的压强较大，可以获得的有效行程较大；反之，探针2的球头较大，则在同样力的情况下对物体施加的压强较小，只有在探测模量较小的物体时才可以获得的可观的有效行程。另外，关于探针驱动行程，因为本发明在实施过程中需要获得有效的电阻值，并且电阻变化越大，不同模量物体之间的电阻差异愈加明显，分辨精度则越高，因此需要确保有效行程；但但行程过长又会影响实施效率，每一次测试需要的时间周期就越长，测试频率会降低，因此需要控制好范围，确保两者兼顾。因此，需要根据所述对应关系中的物体的种类的模量确定所述探针2的形状以及所述探针2在施加最大电流下的行程。优选探针2球头直径与测试对象的模量成反比，和/或行程与测试对象的模量成反比。如此，当预先知晓可能的待分辨物体时，选择合适的探针2球头和/或行程，能够有效地提高本发明的实施效率和效果。

优选将上述实施例应用于医学手术场景下，例如通过测试生物体组织内脏/皮肤、肌肉以及骨骼的模量以区分上述各种组织，以便在准确选取目标手术对象。上述生物组织的预定关系图与图1中的4种物体对标，其中电木对标骨头，聚二甲基硅氧烷对标肌肉，生物可降解材料对标内脏/皮肤，因此，在微创手术时可以通过实施本发明方法区分出目标手术对象以提高手术的精准度。

上述发明利用集驱动和感知于一体的SMA设计的动态模量测试方法，实现了在线实时分辨物体的功能，尤其对包裹和混杂的物体能够有效区分，具有探测过程调节参数少、实施过程简易、可适用物体广泛的优势，特别适用于微创医学领域。

实施例2

基于与实施例1同样的发明构思，本实施例提供一种物体种类判断处理系统，包括：

电源4，用于向驱动伸缩件3输出第一预定电流值。该电源4在形成预定关系时，用于提供第二预定电流值。

所述驱动伸缩件3，包括：探针2和形状记忆合金，其中，所述形状记忆合金丝用于在电流通过的情况下进行收缩带动所述探针2进行运动，所述探针2用于探测待测物体的软硬程度。

软件，用于执行上述实施例1中所述的方法。

如图2所示，为本实施例中驱动伸缩件3和电源4的构成示意图。图2中包括：

约束件1，所述约束件1包括有伸缩段11及位于所述伸缩段11两端的固定模块2。所述伸缩段11在本实施例中为弹簧丝或弹簧片，也可以优选形状记忆合金的双丝对抗结构形成伸缩回弹效果。

探针2，所述探针2一端与所述约束件1一端的固定模块2相连接，所述探针2另一端贯穿所述约束件1另一端的固定模块2。所述探针2在本实施例中优选为高模量高强度材料，包括但不限于合金或陶瓷或碳化硅材质。

驱动伸缩件3，所述驱动伸缩件3的两端分别与所述约束件1两端的固定模块12相连接，所述驱动伸缩件3为形状记忆合金丝且外接电源4，用于通过收缩带动伸缩段11收缩，所述形状记忆合金优选为镍钛基形状记忆合金。

上述系统中，探针2的球头形状优选为圆形，所述圆形的直径范围：0.2毫米至2毫米，；所述探测行程21为：0.2毫米至1.5毫米。结合实施例1中提供的优选方式，待分辨物体的模量越小，探针2的球头直径选择接近2毫米，探测行程21选择接近1.5毫米，反之待分辨物体的模量越大，探针2的头球直径选择接近0.2毫米，探测行程21选择接近0.2毫米。

更为具体的，在本实施例中，为例确保高频率和高测试精度，所述形状记忆合金丝的直径不高于50微米。

实施例3

在本实施例中，参考图6，基于与前述实施例1中发明构思提供一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行以上实施例1中的方法。

其中，在图6中，总线架构(用总线300来代表)，总线300可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线300将包括由处理器302代表的一个或多个处理器和存储器304代表的存储器的各种电路链接在一起。总线300还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口306在总线300和接收器301和发送器303之间提供接口。接收器301和发送器303可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他系统通信的单元。处理器302负责管理总线300和通常的处理，而存储器304可以被用于存储处理器302在执行操作时所使用的数据。

上述程序可以运行在处理器中，或者也可以存储在存储器中(或称为计算机可读介质)，计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。