Nowo Opracowane Elektroniczne Skóry Przyspieszają Rozwój Robotyki Humanoidowej

Postępy w dziedzinie sztucznej lub elektronicznej skóry są fundamentalne dla tworzenia robotów humanoidowych, ponieważ skóra zapewnia nam ludziom poczucie dotyku, zdolność wykrywania temperatury i bólu oraz wiele innych ważnych aspektów życia. Ludzkie ciało ma receptory dotykowe zlokalizowane w skórze, co pozwala nam przekształcać temperaturę lub mechaniczne bodźce w sygnały elektryczne dla mózgu.

Jest to niezwykle trudne do odtworzenia tych zdolności w elektronicznej skórze, a dzisiejsze wersje są tylko w stanie wykrywać ruch lub temperaturę oddzielnie. Nie ma jeszcze takiego, który mógłby robić obie rzeczy jednocześnie jak ludzka skóra, aż do teraz.

Wielofunkcyjna Ion-Elektroniczna Skóra

Zespół badawczy na Uniwersytecie Stanforda opracował nową, wielofunkcyjną ion-elektroniczną skórę, która jest w stanie to zrobić. Poprzez zastosowanie specjalnych właściwości przewodników jonowych, zespół był w stanie stworzyć proste struktury, które pozwalają elektronicznej skórze mierzyć temperaturę i mechaniczną stymulację w tym samym czasie.

Zespół obejmował profesora Unyong Jeong z POSTECH i dra Insanga You z Wydziału Inżynierii Materiałowej, a także profesora Zhenana Bao. Wyniki zostały opublikowane w Science 20 listopada.

Przed tym rozwojem elektroniczna skóra często cierpiała z powodu dużych błędów w pomiarze temperatury, gdy mechaniczne bodźce były stosowane do niej. Zespół spojrzał na ludzką skórę jako inspirację i stworzył czujnik z elektrolitami, ponieważ są one odpowiedzialne za dawaną ludzkiej skórze zdolność rozciągania się swobodnie bez przerwania. Materiał przewodnika jonowego, który zawiera elektrolity, może mieć różne właściwości pomiarowe w zależności od częstotliwości pomiaru.

Przez wszystko to, zespół opracował wielofunkcyjny sztuczny receptor zdolny do pomiaru wrażenia dotykowego i temperatury jednocześnie. Zespół był w stanie wywieść czas relaksacji ładunku i normalizejną pojemność, które są dwiema zmiennymi, które mogą mierzyć temperaturę i ruchy bez reagowania na inny.

Skóra Humanoidowa

Jeśli chodzi o wielofunkcyjną ion-elektroniczną skórę, może być stosowana w noszonych czujnikach temperatury lub skórze robota, aby uczynić je bardziej humanoidowymi.

Dr Insang You jest pierwszym autorem badań.

“Gdy palec wskazujący dotyka elektronicznej skóry, elektroniczna skóra wykrywa kontakt jako zmianę temperatury, a gdy palec naciska skórę, tylna część obszaru kontaktu rozciąga się i rozpoznaje ją jako ruch”, powiedział You. “Podejrzewam, że ten mechanizm jest jednym ze sposobów, w jaki rzeczywista ludzka skóra rozpoznaje różne bodźce, takie jak temperatura i ruch.”

Jeong był autorem korespondencyjnym.

“To badanie jest pierwszym krokiem w otwieraniu drzwi dla badań nad wielofunkcyjną elektroniczną skórą przy użyciu elektrolitów”, powiedział Jeong. “Ostatecznym celem tego badania jest stworzenie sztucznej jon-elektronicznej skóry, która symuluje ludzkie receptory dotykowe i neuroprzekaźniki, co pomoże przywrócić poczucie dotyku pacjentom, którzy stracili swoje wrażenie dotykowe z powodu choroby lub wypadku.”