Wetenschappers hebben psychosensory elektronische huidtechnologie ontwikkeld

Een groep wetenschappers onder leiding van Professor Jae Eun Jang in de Afdeling Informatie- en Communicatietechniek aan DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology) heeft een nieuwe soort psychosensory elektronische huidtechnologie ontwikkeld. Het kan “prikkende” en “hete” pijngevoelens detecteren, net als mensen. Dit onderzoek kan worden gebruikt voor de ontwikkeling van humanoïde robots en kan het veld van prothesen, vooral voor patiënten met prothesehanden, aanzienlijk verbeteren.

Deze ontwikkelingen volgen een trend waarbij mensen proberen de vijf zintuigen op bepaalde platforms te recreëren. Dit heeft geleid tot de ontwikkeling van apparaten zoals camera’s en tv’s, die een enorme impact op de samenleving hebben gehad. Nu proberen wetenschappers nog steeds de tactiele, olfactorische en smaakzintuigen na te bootsen. De volgende mimetische technologie zal waarschijnlijk tactiele sensoren zijn, en de huidige tactiele onderzoekers richten zich op fysieke mimetische technologieën. Deze kunnen de druk meten die nodig is voor een robot om een voorwerp te grijpen. In psychosensory tactiel onderzoek, het type dat door het team wordt uitgevoerd, richten onderzoekers zich op hoe ze het menselijke tactiele gevoel kunnen nabootsen, zoals zacht, glad of ruw. Psychosensory tactiel onderzoek is nog in zijn kinderschoenen, maar er worden grote ontwikkelingen gemaakt.

De tactiele sensor die door Professor Jae Eun Jang en het team is ontwikkeld, kan pijn en temperatuur detecteren, net als een mens. Het onderzoek werd uitgevoerd in samenwerking met Professor Cheil Moon’s team in de Afdeling Hersen- en Cognitiewetenschappen, Professor Ji-woong Choi’s team in de Afdeling Informatie- en Communicatietechniek, en Professor Hongsoo Choi’s team in de Afdeling Robottechniek.

Deze teams konden de technologie ontwikkelen met een meer vereenvoudigde sensorstructuur, en het kan druk en temperatuur tegelijk meten. Het kan worden gebruikt in een breed scala aan verschillende tactiele systemen, ongeacht de meetprincipe van de sensor.

De onderzoeksteams richtten zich sterk op zinkoxide nanodraad (ZnO Nano-draad) technologie. Deze technologie werd toegepast als een zelfaangedreven tactiele sensor. Omdat het piëzo-elektrisch is, heeft het geen batterij nodig om te werken. Dat komt omdat de piëzo-elektrische effect elektrische signalen genereert door druk te detecteren.

Het team gebruikte ook een temperatuursensor die tegelijk werd toegepast, zodat één sensor twee verschillende taken kon uitvoeren. Het team plaatste elektroden op een polyimide flexibele substraat, en groeide vervolgens de ZnO nano-draad. Vervolgens konden ze de piëzo-elektrische effect meten door druk, en de temperatuurverandering tegelijk meten. De onderzoekers konden ook een signaalverwerkingstechniek ontwikkelen die de drukniveau, gestimuleerd gebied en temperatuur gebruikt om de generatie van pijn signalen te bepalen en te beoordelen.

Professor Jang in de Afdeling Informatie- en Communicatietechniek sprak over de nieuwe technologie.

“We hebben een kernbasis technologie ontwikkeld die pijn effectief kan detecteren, wat noodzakelijk is voor de ontwikkeling van toekomstige tactiele sensoren. Als een prestatie van convergentie onderzoek door experts in nano-engineering, elektronica, robottechniek en hersenwetenschappen, zal het breed worden toegepast op elektronische huid die verschillende zintuigen voelt, evenals nieuwe mens-machine interacties. Als robots ook pijn kunnen voelen, zal ons onderzoek zich verder uitbreiden naar technologie om de agressieve neiging van robots te controleren, wat een van de risicofactoren van AI-ontwikkeling is.”

Hoewel deze technologie nog in de beginfase van ontwikkeling is, zal het in de toekomst kunnen worden gebruikt voor de ontwikkeling van AI en humanoïde robots. Het biedt de mogelijkheid om de huidige technologie in de gebieden van prothesen en elektronische huid aanzienlijk te verbeteren. Deze technologie komt steeds dichter bij het nabootsen van de menselijke delen die ze proberen te modelleren.