Senzory podobné kůži pomáhají rozvoji AISkin

Skupina výzkumníků z University of Toronto vyvinula super-stretchy, transparentní a samo-poháněné senzory, které pomohou rozvoji umělých iontových kůží. Senzor je schopen zaznamenat komplexní pocity lidské kůže, což byla jedna z velkých překážek při vývoji umělých kůží podobných skutečné kůži.

Nová technologie se nazývá AISkin a výzkumníci věří, že nová technologie bude důležitá v oblasti nositelné elektroniky, osobní péče a robotiky.

Laboratoř profesora Xinyu Liuho se zabývá průlomovými oblastmi iontových kůží a softwarové robotiky.

“Jelikož se jedná o hydrogel, je levný a biokompatibilní – můžete ho aplikovat na kůži bez jakýchkoli toxických účinků. Je také velmi adhezivní a nepadá, takže existuje mnoho možností pro tento materiál,” podle profesora Liuho.

AISkin je adhezivní a skládá se ze dvou protichůdně nabitých vrstev stretchovatelných látek. Tyto látky jsou známé jako hydrogely. Výzkumníci aplikují negativní a pozitivní ionty, aby vytvořili “sensing junction” na povrchu gelu.

Sensing junction funguje, když je AISkin vystaven namáhání, vlhkosti nebo změnám teploty, které způsobují řízené iontové pohyby přes něj. Tyto pohyby lze měřit jako elektrické signály, jako je napětí nebo proud.

“Pokud se podíváte na lidskou kůži, jak vnímáme teplo nebo tlak, naše neuronové buňky přenášejí informace prostřednictvím iontů – není to tak odlišné od naší umělé kůže,” říká Liu.

AISkin je både odolný a stretchovatelný.

Binbin Ying je hostující doktorand z McGill University a vede projekt v Liuho laboratoři.

Podle Yinga “naše lidská kůže se může protáhnout asi o 50 procent, ale naše AISkin se může protáhnout až o 400 procent své délky bez porušení.”

Výzkumníci zveřejnili své výsledky v Materials Horizons.

Nový AISkin může vést k vývoji určitých technologií, jako jsou skin-like Fitbit, které jsou schopné měřit několik tělesných parametrů. Další technologie zahrnují adhezivní touchpad, který může být aplikován na povrch ruky.

“Může to fungovat pro sportovce, kteří chtějí měřit intenzitu svého tréninku, nebo to může být nositelný touchpad pro hraní her,” podle Liuho.

Technologie může také měřit pokrok v rehabilitaci svalů.

“Pokud byste aplikovali tento materiál na rukavici pacienta, který rehabilituje svou ruku, zdravotničtí pracovníci by mohli sledovat jeho pohyby prstů,” říká Liu.

Technologie může také hrát roli v oblasti softwarové robotiky, nebo flexibilních robotů vyrobených z polymerů. Jedním z použití může být softwarový robotický gripper, který manipuluje s jemnými objekty ve fabrikách.

Výzkumníci doufají, že AISkin bude integrován do softwarových robotů, aby měřil data, jako je teplota potravin nebo tlak potřebný pro manipulaci s určitými objekty.

Laboratoř nyní bude pracovat na rozvoji AISkin a snižování velikosti senzorů. Bio-senzorické schopnosti budou přidány k materiálu, což umožní měřit biomolekuly v tělesných tekutinách.

“Pokud budeme dále rozvíjet tuto výzkumu, mohlo by to být něco, co bychom mohli aplikovat jako ‘chytrou obvaz’,” říká Liu. “Hojení ran vyžaduje prodyšnost, vlhkostní rovnováhu – iontová kůže se zdá být přirozeným dalším krokem.”