Ostatnio opracowana elektroniczna skóra przewyższa robotykę humanoidalną

Postępy w dziedzinie sztucznej lub elektronicznej skóry są podstawowe dla tworzenia robotów humanoidalnych, 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 w stanie wykrywać tylko ruch lub temperaturę oddzielnie. Nie ma jeszcze takiej, która mogłaby robić obie rzeczy jednocześnie, jak ludzka skóra, dopóki nie teraz.

Wielomodalna jonowo-elektroniczna skóra

Zespół badawczy z Uniwersytetu Stanforda opracował nową, wielomodalną jonowo-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 mechaniczne stymulacje w tym samym czasie.

Zespół składał się z profesora Unyong Jeong z POSTECH i dra Insanga You z Wydziału Nauki o Materiałach i Inżynierii, a także profesora Zhenana Bao. Wyniki badań zostały opublikowane w Science 20 listopada.

Przed tym rozwojem elektroniczna skóra często cierpiała z powodu dużych błędów w pomiarach temperatury, gdy stosowano mechaniczne bodźce. Zespół zwrócił się ku ludzkiej skórze jako inspiracji i stworzył czujnik z elektrolitami, ponieważ są one odpowiedzialne za nadanie ludzkiej skórze zdolności swobodnego rozciągania się bez przerwania. Materiał przewodnika jonowego, który zawiera elektrolity, może mieć różne właściwości pomiarowe w zależności od częstotliwości pomiaru.

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

Opracowany sztuczny receptor ma wiele potencjalnych zastosowań komercyjnych, ponieważ może dokładnie mierzyć temperaturę zastosowanego obiektu i profil odkształcenia podczas zewnętrznych bodźców.

Skóra humanoidalna

Jeśli chodzi o wielomodalną jonowo-elektroniczną skórę, można ją zastosować w noszonych czujnikach temperatury lub skórach robotów, aby uczynić je bardziej humanoidalnymi.

Dr Insang You jest pierwszym autorem badań.

„Kiedy 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 to 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 otwarciu drzwi dla badań nad wielomodalną elektroniczną skórą z użyciem elektrolitów”, powiedział Jeong. „Ostatecznym celem tego badania jest stworzenie sztucznej jonowo-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.”