Nylig Utviklet Elektronisk Hud Fremmer Humanoid Robotikk

Fremgang i kunstig eller elektronisk hud er grunnleggende for å skape humanoid roboter, da huden gir oss mennesker sansen for berøring, evnen til å detektere temperatur og smerte, og mange andre viktige aspekter av livet. Den menneskelige kroppen har taktilreceptorer i huden, som er det som tillater oss å konvertere temperatur eller mekaniske stimuli til elektriske signaler for hjernen.

Det er ekstremt vanskelig å replikere disse evnene i elektronisk hud, og dagens versjoner kan bare detektere bevegelse eller temperatur separat. Det har ennå ikke vært noen som kan gjøre begge samtidig som menneskehud, inntil nå.

Multimodal Ion-Elektronisk Hud

Et forskningsteam ved Stanford University har utviklet en ny, multimodal ion-elektronisk hud som kan gjøre nettopp det. Ved å bruke spesielle egenskaper av ion-ledere, kunne teamet skape enkle strukturer som tillater den elektroniske huden å måle temperatur og mekanisk stimulering samtidig.

Teamet inkluderte POSTECH-professor Unyong Jeong og Dr. Insang You fra avdelingen for materialvitenskap og ingeniørkunst, samt professor Zhenan Bao. Funndene ble publisert i Science den 20. november.

Før denne utviklingen, led elektronisk hud ofte av store feil i måling av temperatur når mekaniske stimuli ble påført den. Teamet så på menneskehuden som inspirasjon og skapte sensoren med elektrolytter, da de er ansvarlige for å gi menneskehuden evnen til å strekke seg fritt uten å bryte. Ion-ledermaterialet som inneholder elektrolytter kan ha forskjellige målbare egenskaper avhengig av målefrekvensen.

Gjennom all dette, utviklet teamet en multifunksjonell kunstig receptor i stand til å måle en taktil sansning og temperatur samtidig. Teamet kunne avlede ladningsrelakasjonstiden og den normerte kapasitansen, som er to variabler som kan måle temperatur og bevegelser uten å reagere på den andre.

Den nylig utviklede kunstige receptoren har mange potensielle kommersielle bruksområder, da den kan nøyaktig måle temperaturen på det påførte objektet og strekkprofilen ved eksterne stimuli.

Humanoid Hud

For den multimodale ion-elektroniske huden, kan den bli brukt til bærbare temperatursensorer eller robot-hud for å gjøre dem mer humanoid.

Dr. Insang You er førsteforfatter av forskningen.

“Når en pekefinger berører en elektronisk hud, detekterer den elektroniske huden kontakten som en temperaturforandring, og når en finger trykker på huden, strekker den bakre delen av kontaktområdet og gjenkjenner det som bevegelse,” sa You. “Jeg mistenker at dette mekanismen er en av måtene som den faktiske menneskehuden gjenkjenner forskjellige stimuli som temperatur og bevegelse.”

Jeong var den korresponderende forfatteren.

“Dette studiet er det første skrittet i å åpne døren for multimodal elektronisk hud-forskning som bruker elektrolytter,” sa Jeong. “Det ultimate målet for denne forskningen er å skape kunstig ion-elektronisk hud som simulerer menneskelige taktilreceptorer og neurotransmittere, som vil hjelpe til å gjenopprette sansen for berøring hos pasienter som har mistet sin taktil sans på grunn av sykdom eller ulykker.”