Hudlignende sensorer hjælper med at fremme AISkin

En gruppe forskere fra University of Toronto har udviklet super-strækkelige, gennemsigtige og selvdrivende sensorer, der vil hjælpe med at fremme kunstig ionisk hud. Sensoren kan optage de komplekse sansninger af menneskehud, hvilket var en af de store barrierer for at udvikle kunstig hud, der ligner den rigtige.

Den nye teknologi kaldes AISkin, og forskerne mener, at den nye teknologi vil være vigtig i bærbare elektronikprodukter, personlig sundhedspleje og robotteknologi.

Professor Xinyu Lius laboratorium arbejder med gennembrudsområderne for ionisk hud og blød robotteknologi.

“Da det er hydrogel, er det billigt og biokompatibelt – du kan sætte det på huden uden nogen toksiske effekter. Det er også meget klæbende, og det falder ikke af, så der er så mange muligheder for dette materiale,” ifølge professor Liu.

AISkin er klæbende og består af to modsat ladede ark af strækkelige stoffer. Disse stoffer kaldes hydrogeler. Forskerne lægger negative og positive ioner over hinanden for at skabe en “følsom overgang” på overfladen af gellen.

Følsomhedsforbindelsen virker, når AISkin udsættes for stræk, fugt eller temperaturændringer, som forårsager kontrollerede ionbevægelser over den. Disse kan derefter måles som elektriske signaler såsom spænding eller strøm.

“Hvis du kigger på menneskehud, hvordan vi sanser varme eller tryk, transmitterer vores neurale celler information gennem ioner – det er virkelig ikke så forskelligt fra vores kunstige hud,” siger Liu.

AISkin er både robust og strækkelig.

Binbin Ying er en gæsteforsker fra McGill University og leder projektet i Lius laboratorium.

Ifølge Ying: “Vores menneskehud kan strækkes omkring 50 procent, men vores AISkin kan strækkes op til 400 procent af sin længde uden at gå i stykker.”

Forskerne har offentliggjort deres resultater i Materials Horizons.

Den nye AISkin kan føre til udviklingen af bestemte teknologier såsom hudlignende Fitbits, der kan måle flere kropparametre. Andre teknologier omfatter en klæbende trykpude, der kan sættes på overfladen af din hånd.

“Det kunne fungere for atleter, der søger at måle intensiteten af deres træning, eller det kunne være en bærbart trykpude til at spille spil,” ifølge Liu.

Teknologien kunne også måle fremskridtet i muskelrehabilitering.

“Hvis du satte dette materiale på en handske til en patient, der rehabiliterer sin hånd, ville sundhedsarbejderne kunne overvåge deres fingerbøjninger,” siger Liu.

Teknologien kunne også spille en rolle inden for blød robotteknologi eller fleksible robotter lavet af polymerer. En af anvendelserne kunne være med bløde robotgreb, der håndterer ømfølsomme genstande på fabrikker.

Forskerne håber, at AISkin vil blive integreret i bløde robotter for at måle data, såsom temperaturen af mad eller trykket, der kræves for at håndtere bestemte genstande.

Laboratoriet vil nu arbejde med at fremme AISkin og reducere størrelsen af sensorerne. Biosensoriske egenskaber vil blive tilføjet til materialet, hvilket vil tillade det at måle biomolekyler i kroppsvæsker.

“Hvis vi yderligere fremmer denne forskning, kunne dette være noget, vi kan sætte på som en ‘smart forbinding,'” siger Liu. “Sårheling kræver åndbarhed, fugtbalance – ionisk hud føles som det naturlige næste skridt.”