Robotteknologi og fysisk AI
Harvard-forskere udvikler sensor med egen strømforsyning til bløde robotter og intelligente tekstiler
Føj Unite.AI til dine foretrukne kilder på Google
Forskere ved Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) har udviklet et blødt, strækbart termometer med egen strømforsyning, der kan integreres i intelligente robotter og strækbar elektronik.
Forskningen er offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences.
Zhigang Suo er indehaver af Allen E. og Marilyn M. Puckett-professoratet i mekanik og materialer ved SEAS og seniorforfatter af artiklen.
“Vi har udviklet bløde temperatursensorer med høj følsomhed og hurtig responstid, hvilket åbner nye muligheder for at skabe nye menneske-maskine-grænseflader og bløde robotter i sundhedssektoren, ingeniørvidenskab og underholdning,” sagde Suo.
Termometerets struktur
Termometeret består af tre dele: en elektrolyt, en elektrode og et dielektrisk materiale, der adskiller dem. Elektrolyt/dielektrisk grænseflade akkumulerer ioner, og grænsefladen mellem dielektrikum og elektrode akkumulerer elektroner.
Med ladningsubalancen mellem de to resulterer det i en ionisk sky i elektrolytten. Denne ioniske sky ændrer tykkelse og genererer spænding, når temperaturen ændres. Mens spændingen er følsom over for temperatur, er den uafhængig af stræk.
Tilpasse sensoren
Yecheng Wang er en postdoc ved SEAS og første forfatter af artiklen.
“Fordi designet er så enkelt, er der så mange forskellige måder at tilpasse sensoren på, afhængigt af anvendelsen,” sagde Wang. “Du kan vælge forskellige materialer, arrangeret på forskellige måder og optimeret til forskellige opgaver.”
Forskerne kunne arrangere elektrolytten, dielektrikken og elektroden i forskellige konfigurationer, hvilket resulterede i fire designs for temperatursensoren. De testede det ved først at integrere sensoren i en blød griber og derefter måle temperaturen af et varmt, hårdkogt æg. Sensorerne var mere følsomme end traditionelle termoelektriske termometre og kunne reagere på ændringer i temperatur inden for 10 millisekunder.
“Vi har demonstreret, at disse sensorer kan laves små, stabile og endda gennemsigtige,” sagde Wang.
Termometeret kan måle temperaturer op til 200 grader Celsius eller så lave som -100 grader Celsius, afhængigt af hvilke materialer der bruges.
“Denne meget tilpasningsbare platform kan føre til nye udviklinger, der kan aktivere og forbedre internettet for alt og alle,” sagde Suo.
