Nouvelle peau électronique développée pour avancer les robots humanoïdes

Les progrès de la peau artificielle ou électronique sont fondamentaux pour la création de robots humanoïdes, car la peau nous donne aux humains le sens du toucher, la capacité de détecter la température et la douleur, ainsi que de nombreux autres aspects importants de la vie. Le corps humain a des récepteurs tactiles situés dans la peau, ce qui nous permet de convertir les stimuli thermiques ou mécaniques en signaux électriques pour le cerveau.

Il est extrêmement difficile de reproduire ces capacités dans la peau électronique, et les versions actuelles ne sont capables de détecter que le mouvement ou la température séparément. Il n’y a pas encore de peau électronique qui puisse faire les deux simultanément comme la peau humaine, jusqu’à présent.

Peau ion-électronique multimodale

Une équipe de recherche de l’Université Stanford a développé une nouvelle peau ion-électronique multimodale qui peut faire exactement cela. En appliquant des propriétés spéciales des conducteurs ioniques, l’équipe a pu créer des structures simples qui permettent à la peau électronique de mesurer la température et la stimulation mécanique en même temps.

L’équipe comprenait le professeur Unyong Jeong de POSTECH et le Dr Insang You du département des sciences et de l’ingénierie des matériaux, ainsi que le professeur Zhenan Bao. Les résultats ont été publiés dans Science le 20 novembre.

Auparavant, la peau électronique souffrait souvent de grandes erreurs de mesure de la température lorsqu’on lui appliquait des stimuli mécaniques. L’équipe s’est inspirée de la peau humaine et a créé le capteur avec des électrolytes, car ce sont eux qui donnent à la peau humaine la capacité de s’étirer librement sans se rompre. Le matériau conducteur ionique qui contient des électrolytes peut avoir des propriétés mesurables différentes en fonction de sa fréquence de mesure.

Grâce à tout cela, l’équipe a développé un récepteur artificiel multifonctionnel capable de mesurer une sensation tactile et la température simultanément. L’équipe a pu dériver le temps de relaxation de charge et la capacité normalisée, qui sont deux variables qui peuvent mesurer la température et les mouvements sans répondre à l’autre.

La nouvelle peau artificielle développée a de nombreuses utilisations commerciales potentielles, car elle peut mesurer avec précision la température de l’objet appliqué et le profil de déformation lors de stimuli externes.

Peau humanoïde

En ce qui concerne la peau ion-électronique multimodale, elle pourrait être appliquée à des capteurs de température portables ou à des peaux de robot pour les rendre plus humanoïdes.

Le Dr Insang You est l’auteur principal de la recherche.

« Lorsqu’un doigt touche une peau électronique, la peau électronique détecte le contact comme un changement de température, et lorsqu’un doigt pousse la peau, la partie arrière de la zone de contact s’étire et la reconnaît comme un mouvement », a déclaré You. « Je suppose que ce mécanisme est l’un des moyens par lesquels la peau humaine réelle reconnaît différents stimuli comme la température et le mouvement. »

Jeong était l’auteur correspondant.

« Cette étude est le premier pas pour ouvrir la porte à la recherche sur la peau électronique multimodale à l’aide d’électrolytes », a déclaré Jeong. « L’objectif ultime de cette recherche est de créer une peau ion-électronique artificielle qui simule les récepteurs tactiles et les neurotransmetteurs humains, ce qui aidera à restaurer le sens du toucher chez les patients qui ont perdu leur sensation tactile en raison d’une maladie ou d’un accident. »