Robotik och fysisk AI
Harvard-forskare utvecklar självdriven sensor för mjuka robotar och smarta kläder
Lägg till Unite.AI bland dina föredragna källor på Google
Forskare vid Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) har utvecklat en mjuk, stretchbar, självdriven termometer som kan integreras i smarta robotar och stretchbara elektronik.
Forskningen publicerades i Proceedings of the National Academy of Sciences.
Zhigang Suo är en Allen E. och Marilyn M. Puckett-professor i mekanik och materialvetenskap vid SEAS och senior författare till artikeln.
“Vi har utvecklat mjuka temperatursensorer med hög känslighet och snabb respons, vilket öppnar nya möjligheter att skapa nya gränssnitt mellan människa och maskin och mjuka robotar inom hälso- och sjukvård, teknik och underhållning”, sa Suo.
Termometerns struktur
Termometern består av tre delar: en elektrolyt, en elektrod och ett dielektriskt material som skiljer dem åt. Gränssnittet mellan elektrolyten och dielektrikum ackumulerar joner, och gränssnittet mellan dielektrikum och elektrod ackumulerar elektroder.
Med den resulterande laddningsobalansen mellan de två, skapas en jonmoln i elektrolyten. Denna jonmoln förändrar tjocklek och genererar spänning när temperaturen förändras. Medan spänningen är känslig för temperatur, är den oberoende av stretch.
Anpassning av sensorn
Yecheng Wang är en postdoktorand vid SEAS och första författare till artikeln.
“Eftersom designen är så enkel, finns det många olika sätt att anpassa sensorn, beroende på tillämpningen”, sa Wang. “Du kan välja olika material, arrangerade på olika sätt och optimerade för olika uppgifter.”
Forskarna kunde arrangera elektrolyten, dielektrikum och elektroden i olika konfigurationer, vilket resulterade i fyra olika design för temperatursensorn. De testade den genom att först integrera sensorn i en mjuk grip och sedan mäta temperaturen på ett varmt, kokt ägg. Sensorerna var mer känsliga än traditionella termoelektriska termometrar och kunde svara på förändringar i temperatur inom 10 millisekunder.
“Vi har visat att dessa sensorer kan göras små, stabila och till och med transparenta”, sa Wang.
Termometern kan mäta temperaturer upp till 200 grader Celsius eller så kall som -100 grader Celsius, beroende på vilka material som används.
“Denna högt anpassningsbara plattform kan bana väg för nya utvecklingar för att möjliggöra och förbättra internet för allt och alla”, sa Suo.
