Недавно Разработанная Электронная Кожа Усиливает Робототехнику Человеческого Типа

Достижения в области искусственной или электронной кожи являются фундаментальными для создания роботов человеческого типа, поскольку кожа обеспечивает нас чувствительностью, способностью обнаруживать температуру и боль, а также многие другие важные аспекты жизни. В человеческом теле есть тактильные рецепторы, расположенные в коже, что позволяет нам преобразовывать температуру или механические стимулы в электрические сигналы для мозга.

Очень трудно воспроизвести эти способности в электронной коже, и современные версии могут обнаруживать только движение или температуру отдельно. До сих пор не было разработано ничего, что могло бы делать оба одновременно, как человеческая кожа, пока не было сделано новое открытие.

Мультимодальная Ионно-Электронная Кожа

Исследовательская группа в Стэнфордском университете разработала новую мультимодальную ионно-электронную кожу, способную делать именно это. Применяя специальные свойства ионных проводников, команда смогла создать простые структуры, которые позволяют электронной коже измерять температуру и механическую стимуляцию одновременно.

В команду входили профессор Unyong Jeong из POSTECH и доктор Insang You из кафедры материаловедения и инженерии, а также профессор Zhenan Bao. Результаты исследования были опубликованы в Science 20 ноября.

До этого развития электронная кожа часто страдала от больших ошибок при измерении температуры при применении механических стимулов. Команда обратилась к человеческой коже как к источнику вдохновения и создала датчик с электролитами, поскольку они отвечают за способность человеческой кожи растягиваться свободно без разрыва. Материал ионного проводника, содержащий электролиты, может иметь разные измеримые свойства в зависимости от частоты измерения.

Благодаря этому команда разработала многофункциональный искусственный рецептор, способный измерять тактильное ощущение и температуру одновременно. Команда смогла получить время релаксации заряда и нормализованную емкость, которые являются двумя переменными, позволяющими измерять температуру и движения без реакции на другое.

Недавно разработанный искусственный рецептор имеет много потенциальных коммерческих применений, поскольку он может точно измерять температуру применяемого объекта и профиль деформации при внешних стимулах.

Кожа Человеческого Типа

Что касается мультимодальной ионно-электронной кожи, ее можно применять к носимым датчикам температуры или кожам роботов, чтобы сделать их более человеческими.

Доктор Insang You является первым автором исследования.

«Когда палец касается электронной кожи, электронная кожа обнаруживает контакт как изменение температуры, и когда палец давит на кожу, задняя часть контактной области растягивается и распознает это как движение», – сказал You. «Я подозреваю, что этот механизм является одним из способов, которыми реальная человеческая кожа распознает разные стимулы, такие как температура и движение».

Jeong был соответствующим автором.

«Это исследование является первым шагом в открытии двери для мультимодальной электронной кожи с использованием электролитов», – сказал Jeong. «Окончательной целью этого исследования является создание искусственной ионно-электронной кожи, имитирующей человеческие тактильные рецепторы и нейротрансмиттеры, что поможет восстановить чувство осязания у пациентов, которые потеряли тактильное ощущение из-за болезни или несчастных случаев».