La pelle elettronica di nuova concezione migliora la robotica umanoide

I progressi nella pelle artificiale o elettronica sono fondamentali per la creazione di robot umanoidi, poiché la pelle fornisce a noi umani il senso del tatto, la capacità di rilevare la temperatura e il dolore e molti altri aspetti importanti della vita. Il corpo umano ha recettori tattili situati nella pelle, che è ciò che ci permette di convertire gli stimoli termici o meccanici in segnali elettrici per il cervello.

È estremamente difficile replicare queste capacità nella pelle elettronica e le versioni odierne sono solo in grado di rilevare separatamente il movimento o la temperatura. Non c'è ancora nessuno che possa fare entrambe le cose contemporaneamente come la pelle umana, fino ad ora.

Pelle multimodale Ion-Electronic

Un gruppo di ricerca della Stanford University ha sviluppato una nuova pelle elettronica ionica multimodale in grado di fare proprio questo. Applicando proprietà speciali dei conduttori ionici, il team è stato in grado di creare strutture semplici che consentono alla pelle elettronica di misurare contemporaneamente la temperatura e la stimolazione meccanica.

Il team comprendeva il professore POSTECH Unyong Jeong e il dottor Insang You del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei materiali, nonché il professor Zhenan Bao. I risultati sono stati pubblicati in ScienzeIl Nov. 20.

Prima di questo sviluppo, la pelle elettronica soffriva spesso di grandi errori nella misurazione della temperatura quando venivano applicati stimoli meccanici. Il team ha preso ispirazione dalla pelle umana e ha creato il sensore con elettroliti, poiché sono responsabili di dare alla pelle umana la capacità di allungarsi liberamente senza rompersi. Il materiale del conduttore ionico che contiene elettroliti può avere diverse proprietà misurabili a seconda della sua frequenza di misurazione.

Attraverso tutto questo, il team ha sviluppato un recettore artificiale multifunzionale in grado di misurare contemporaneamente una sensazione tattile e una temperatura. Il team è stato in grado di ricavare il tempo di rilassamento della carica e la capacità normalizzata, che sono due variabili in grado di misurare temperatura e movimenti senza rispondere l'una all'altra.

Il recettore artificiale di nuova concezione ha molti potenziali usi commerciali, in quanto può misurare con precisione la temperatura dell'oggetto applicato e il profilo di deformazione su stimoli esterni.

Pelle umanoide

Per quanto riguarda la pelle ionico-elettronica multimodale, potrebbe essere applicata a sensori di temperatura indossabili o pelli di robot per renderli più umanoidi.

Il dottor Insang You è il primo autore della ricerca.

"Quando un dito indice tocca una pelle elettronica, la pelle elettronica rileva il contatto come un cambiamento di temperatura e quando un dito spinge la pelle, la parte posteriore dell'area di contatto si allunga e lo riconosce come movimento", ha detto You. "Sospetto che questo meccanismo sia uno dei modi in cui la vera pelle umana riconosce diversi stimoli come la temperatura e il movimento".

Jeong era l'autore corrispondente.

"Questo studio è il primo passo per aprire la porta alla ricerca sulla pelle elettronica multimodale utilizzando elettroliti", ha affermato Jeong. "L'obiettivo finale di questa ricerca è creare una pelle elettronica ionica artificiale che simuli i recettori tattili umani e i neurotrasmettitori, che aiuteranno a ripristinare il senso del tatto nei pazienti che hanno perso la sensazione tattile a causa di malattie o incidenti".