Wissenschaftler haben Psychosensory-Elektronenhaut-Technologie entwickelt

Eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Jae Eun Jang im Department of Information and Communication Engineering at DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology) haben eine neue Art von Psychosensory-Elektronenhaut-Technologie entwickelt. Sie kann “Stech”- und “heißes” Schmerzempfinden wie Menschen erkennen. Diese Forschung kann für die Entwicklung von humanoiden Robotern verwendet werden und kann das Feld der Prothetik, insbesondere für Patienten mit Prothesen, erheblich verbessern.

Diese Entwicklungen folgen einem Trend, bei dem Menschen versuchen, die fünf Sinne auf bestimmten Plattformen nachzubilden. Dies hat zur Entwicklung von Geräten wie Kameras und Fernsehern geführt, die einen großen Einfluss auf die Gesellschaft hatten. Jetzt suchen Wissenschaftler noch nach Möglichkeiten, den Tastsinn, den Geruchssinn und den Geschmackssinn nachzubilden. Die nächste mimetische Technologie wird wahrscheinlich das Tastempfinden sein, und die aktuellen Tastforscher konzentrieren sich auf physische mimetische Technologien. Diese können den Druck messen, der für das Greifen eines Objekts durch einen Roboter benötigt wird. Bei der psychosensorischen Tastforschung, wie sie das Team durchgeführt hat, konzentrieren sich die Forscher darauf, wie man das menschliche Tastgefühl wie weich, glatt oder rau nachbilden kann. Psychosensorische Tastforschung ist noch in den Anfängen, aber große Fortschritte werden gemacht.

Der Tastsensor, der von Professor Jae Eun Jang und dem Team entwickelt wurde, kann Schmerz und Temperatur ähnlich wie ein Mensch erkennen. Die Forschung wurde zusammen mit Professor Cheil Moons Team im Department of Brain and Cognitive Science, Professor Ji-woong Choys Team im Department of Information and Communication Engineering und Professor Hongsoo Choys Team im Department of Robotics Engineering durchgeführt.

Diese Teams konnten die Technologie entwickeln, um eine einfachere Sensorstruktur zu haben, und sie kann Druck und Temperatur gleichzeitig messen. Sie kann auf verschiedenen Tastsystemen verwendet werden, unabhängig vom Messprinzip des Sensors.

Die Teams von Forschern konzentrierten sich stark auf Zinkoxid-Nanodraht-Technologie (ZnO-Nanodraht). Diese Technologie wurde als selbstbetätigter Tastsensor angewendet. Da sie piezoelektrisch ist, benötigt sie keine Batterie, um zu funktionieren. Das liegt daran, dass der piezoelektrische Effekt elektrische Signale durch Druck erzeugt.

Das Team verwendete auch einen Temperatursensor, der gleichzeitig angewendet wurde, damit ein Sensor zwei verschiedene Aufgaben ausführen konnte. Das Team ordnete Elektroden auf einem flexiblen Polyimid-Substrat an und wuchs dann den ZnO-Nanodraht. Dann konnten sie den piezoelektrischen Effekt durch Druck messen und die Temperaturänderung gleichzeitig messen. Die Forscher konnten auch eine Signalverarbeitungstechnik entwickeln, die den Druckpegel, die angeregte Fläche und die Temperatur verwendet, um die Erzeugung von Schmerzsignalen zu bestimmen und zu beurteilen.

Professor Jang im Department of Information and Communication Engineering sprach über die neue Technologie.

“Wir haben eine Kernbasis-Technologie entwickelt, die Schmerz effektiv erkennen kann, was für die Entwicklung von zukünftigen Tastensoren notwendig ist. Als Ergebnis der Konvergenzforschung von Experten in Nano-Engineering, Elektro-Engineering, Robotik-Engineering und Hirnwissenschaften wird sie weitgehend auf elektronische Haut angewendet, die verschiedene Sinne wahrnimmt, sowie auf neue Mensch-Maschine-Interaktionen. Wenn Roboter auch Schmerz empfinden können, wird unsere Forschung weiter in die Technologie zur Kontrolle der aggressiven Tendenz von Robotern ausgedehnt, die einer der Risikofaktoren der KI-Entwicklung ist.”

Während diese Technologie noch in den Anfängen der Entwicklung ist, kann sie in Zukunft für die Entwicklung von KI und humanoiden Robotern verwendet werden. Sie bietet die Möglichkeit, die aktuelle Technologie in den Bereichen Prothetik und elektronische Haut erheblich zu verbessern. Diese Technologie kommt immer näher, sehr ähnlich zu den menschlichen Teilen zu sein, die sie zu modellieren versucht.