Forskare har utvecklat psykosensorisk elektronik hudteknologi

En grupp forskare ledda av professor Jae Eun Jang vid Institutionen för informations- och kommunikationsteknik vid DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology) har utvecklat en ny typ av psykosensorisk elektronik hudteknologi. Den kan upptäcka “stick” och “het” smärtsensationer som människor. Denna forskning kan användas i utvecklingen av humanoida robotar och kan förbättra området för proteser, särskilt för patienter som använder proteser för händer.

Dessa utvecklingar följer en trend där människor försöker återskapa de fem sinnena på vissa plattformar. Detta har lett till utvecklingen av enheter som kameror och TV-apparater som har haft en stor inverkan på samhället. Nu försöker forskare fortfarande att imitera taktila, luktsinnet och smaksinnet. Den nästa mimetiska tekniken kommer troligen att vara taktil känsla, och nuvarande taktila forskare fokuserar på fysiska mimetiska tekniker. Dessa kan mäta trycket som används för att en robot ska gripa ett föremål. I psykosensorisk taktil forskning, den typ som genomförs av teamet, fokuserar forskare på hur man kan imitera mänsklig taktil känsla, såsom mjuk, slät eller grov. Psykosensorisk taktil forskning är fortfarande i sin linda, men stora framsteg görs.

Den taktila sensorn som utvecklats av professor Jae Eun Jang och teamet kan upptäcka smärta och temperatur liknande en människa. Forskningen genomfördes tillsammans med professor Cheil Moons team vid Institutionen för hjärna och kognitionsvetenskap, professor Ji-woong Chois team vid Institutionen för informations- och kommunikationsteknik och professor Hongsoo Chois team vid Institutionen för robotteknik.

Dessa team kunde utveckla tekniken för att ha en mer förenklad sensorstruktur, och den kan mäta tryck och temperatur samtidigt. Den kan användas på en mängd olika taktila system, oavsett mätprincipen för sensorn.

Forskarna fokuserade kraftigt på zinkoxid nanotråd (ZnO Nano-tråd) teknologi. Den tekniken tillämpades som en självdriven taktil sensor. Eftersom den använder piezoelektricitet, behöver den inte en batteri för att fungera. Det är för att piezoelektriska effekten genererar elektriska signaler genom att upptäcka tryck.

Teamet använde också en temperatursensor som tillämpades samtidigt så att en sensor kunde utföra två olika uppgifter. Teamet arrangerade elektroder på polyimid flexibel substrat, och sedan odlade de ZnO nanotråden. De kunde sedan mäta piezoelektriska effekten genom tryck och mäta temperaturförändringen samtidigt. Forskarna kunde också utveckla en signalbehandlings-teknik som använder trycknivån, stimulerad yta och temperatur för att bestämma och bedöma genereringen av smärtsignaler.

Professor Jang vid Institutionen för informations- och kommunikationsteknik talade om den nya tekniken.

“Vi har utvecklat en kärnteknologi som kan effektivt upptäcka smärta, vilket är nödvändigt för att utveckla framtida taktila sensorer. Som en prestation av konvergensforskning av experter inom nano-teknik, elektronikteknik, robotteknik och hjärnvetenskap, kommer den att tillämpas brett på elektronisk hud som känner olika sinnen, samt nya mänskliga maskininteraktioner. Om robotar också kan känna smärta, kommer vår forskning att expandera ytterligare till teknologi för att kontrollera robotarnas aggressiva tendens, som är en av riskfaktorerna för AI-utveckling.”

Medan denna teknik fortfarande är i de tidiga utvecklingsstadierna, kommer den att kunna användas i framtida AI- och humanoidutveckling. Den har möjlighet att förbättra nuvarande teknologi inom områdena för proteser och elektronisk hud. Den tekniken kommer allt närmare att vara mycket lik den mänskliga delen den försöker modellera.