Hudlignende sensorer hjelper med å fremme AISkin

En gruppe forskere fra University of Toronto har utviklet superstretchy, transparente og selvforsynende sensorer som vil hjelpe til med å fremme kunstig ionisk hud. Sensoren er i stand til å registrere de komplekse følelsene av menneskelig hud, som var en av de store barrierene for å utvikle kunstig hud som ligner på ekte vare. 

Den nye teknologien kalles AISkin, og forskerne tror at den nye teknologien vil være viktig innen bærbar elektronikk, personlig helsevesen og robotikk. 

Professor Xinyu Lius laboratorium jobber med banebrytende områder av ionisk hud og myk robotikk.

"Siden det er hydrogel, er det billig og biokompatibelt - du kan legge det på huden uten giftige effekter. Det er også veldig klebende, og det faller ikke av, så det er så mange veier for dette materialet,» ifølge professor Liu.

AISkin er klebende og består av to motsatt ladede ark med strekkbare stoffer. Disse stoffene er kjent som hydrogeler. Forskerne legger over negative og positive ioner for å skape et "sensing-junction" på overflaten av gelen.

Føleforbindelsen fungerer når AISkin utsettes for belastning, fuktighet eller endringer i temperatur, noe som forårsaker kontrollerte ionebevegelser over den. De kan deretter måles som elektriske signaler som spenning eller strøm. 

"Hvis du ser på menneskelig hud, hvordan vi føler varme eller trykk, overfører nevrale celler informasjon gjennom ioner - det er egentlig ikke så forskjellig fra vår kunstige hud," sier Liu.

AISkin er både tøft og tøyelig.

Binbin Ying er en gjestende ph.d.-kandidat fra McGill University, og han leder prosjektet i Lius laboratorium. 

Ifølge Ying, "Vår menneskelige hud kan strekke seg omtrent 50 prosent, men vår AISkin kan strekke seg opp til 400 prosent av lengden uten å brekke." 

Forskerne publiserte funnene sine i Materialer Horisonter.

Den nye AISkin kan føre til utvikling av visse teknologier som hudlignende Fitbits som er i stand til å måle flere kroppsparametere. Andre teknologier inkluderer en selvklebende pekeplate som er i stand til å feste seg på overflaten av hånden din. 

"Det kan fungere for idrettsutøvere som ønsker å måle strengheten til treningen, eller det kan være en bærbar touchpad for å spille spill," ifølge Liu.

Teknologien kan også måle fremgangen som gjøres innen muskelrehabilitering. 

"Hvis du for eksempel skulle legge dette materialet på en hanske til en pasient som rehabiliterer hånden sin, ville helsepersonell kunne overvåke fingerbøyende bevegelser," sier Liu.

Teknologien kan også spille en rolle innenfor feltet myk robotikk, eller fleksible roboter laget av polymerer. En av bruksområdene kan være med myke robotgripere som håndterer ømfintlige gjenstander i fabrikker.

Forskerne håper at AISkin vil bli integrert i myke roboter for å måle data, for eksempel temperaturen på maten eller trykket som kreves for å håndtere visse gjenstander.

Laboratoriet vil nå jobbe med å fremme AISkin og redusere størrelsen på sensorene. Bio-sensing evner vil bli lagt til materialet, som vil tillate det å måle biomolekyler i kroppsvæsker. 

"Hvis vi viderefører denne forskningen, kan dette være noe vi tar på oss som en "smart bandasje," sier Liu. "Sårheling krever pusteevne, fuktighetsbalanse - ionisk hud føles som det naturlige neste steget."