Novorazvijena elektronička koža unaprjeđuje humanoidnu robotiku

Napredak u umjetnoj ili elektroničkoj koži temeljan je za stvaranje humanoidnih robota, budući da koža nama ljudima daje osjet dodira, sposobnost otkrivanja temperature i boli te mnoge druge važne aspekte života. Ljudsko tijelo ima taktilne receptore smještene u koži, što nam omogućuje pretvaranje temperaturnih ili mehaničkih podražaja u električne signale za mozak.

Iznimno je teško reproducirati te sposobnosti u elektroničkoj koži, a današnje inačice sposobne su samo zasebno detektirati kretanje ili temperaturu. Još uvijek nije postojao nijedan koji može raditi oboje istovremeno poput ljudske kože, do sada.

Multimodalna ionsko-elektronska koža

Istraživački tim sa Sveučilišta Stanford razvio je novu, multimodalnu ionsko-elektroničku kožu koja može učiniti upravo to. Primjenom posebnih svojstava ionskih vodiča, tim je uspio stvoriti jednostavne strukture koje omogućuju elektroničkoj koži da istovremeno mjeri temperaturu i mehaničku stimulaciju.

Tim je uključivao profesora POSTECH-a Unyong Jeonga i dr. Insanga Youa s Odjela za znanost o materijalima i inženjerstvo, kao i profesora Zhenan Baoa. Nalazi su objavljeni u Znanostna studeni 20.

Prije ovog razvoja, elektronička koža često je patila od velikih pogrešaka u mjerenju temperature kada su na nju primijenjeni mehanički podražaji. Tim je kao inspiraciju pogledao ljudsku kožu i kreirao senzor s elektrolitima, jer su oni odgovorni za to da se ljudska koža slobodno rasteže bez lomljenja. Materijal ionskog vodiča koji sadrži elektrolite može imati različita mjerljiva svojstva ovisno o frekvenciji mjerenja.

Kroz sve to, tim je razvio multifunkcionalni umjetni receptor sposoban za mjerenje taktilnog osjeta i temperature istovremeno. Tim je uspio izvesti vrijeme relaksacije naboja i normalizirani kapacitet, što su dvije varijable koje mogu mjeriti temperaturu i pokrete, a da ne reagiraju na drugu.

Novorazvijeni umjetni receptor ima mnoge potencijalne komercijalne namjene, budući da može točno mjeriti temperaturu primijenjenog objekta i profil naprezanja na vanjske podražaje.

Humanoidna koža

Što se tiče multimodalne ionsko-elektroničke kože, mogla bi se primijeniti na nosive temperaturne senzore ili kože robota kako bi ih učinili humanoidnijima.

Dr. Insang You prvi je autor istraživanja.

"Kada kažiprst dotakne elektroničku kožu, elektronička koža detektira kontakt kao promjenu temperature, a kada prst gurne kožu, stražnji dio kontaktne površine se rasteže i prepoznaje to kao pokret", rekao je You. "Pretpostavljam da je ovaj mehanizam jedan od načina na koji stvarna ljudska koža prepoznaje različite podražaje poput temperature i kretanja."

Jeong je bio odgovarajući autor.

"Ova je studija prvi korak u otvaranju vrata multimodalnom elektroničkom istraživanju kože pomoću elektrolita", rekao je Jeong. "Krajnji cilj ovog istraživanja je stvoriti umjetnu ionsko-elektronsku kožu koja simulira ljudske taktilne receptore i neurotransmitere, što će pomoći u vraćanju osjeta dodira kod pacijenata koji su izgubili taktilni osjet zbog bolesti ili nezgoda."