Скін-подібні датчики допомагають розвивати AISkin

Група дослідники з Університету Торонто розробили надрозтяжні, прозорі датчики з автономним живленням, які допоможуть вдосконалити штучну іонну шкіру. Датчик здатний записувати складні відчуття людської шкіри, що було однією з великих перешкод для розробки штучної шкіри, схожої на справжню. 

Нова технологія називається AISkin, і дослідники вважають, що нова технологія буде важливою для носимої електроніки, догляду за здоров’ям і робототехніки. 

Лабораторія професора Сінью Лю працює над проривними ділянками іонної шкіри та м’якої робототехніки.

«Оскільки це гідрогель, він недорогий і біосумісний — його можна наносити на шкіру без будь-яких токсичних ефектів. Він також дуже клейкий і не відпадає, тому існує так багато можливостей для цього матеріалу», – каже професор Лю.

AISkin є клейкою, і складається з двох протилежно заряджених листів розтяжних речовин. Ці речовини відомі як гідрогелі. Дослідники накладають негативні та позитивні іони, щоб створити «чутливий з’єднання» на поверхні гелю.

Чутливий з'єднання працює щоразу, коли AISkin зазнає напруги, вологості або зміни температури, що спричиняє контрольований рух іонів по ньому. Потім їх можна виміряти як електричні сигнали, такі як напруга або струм. 

«Якщо ви подивитеся на людську шкіру, як ми відчуваємо тепло або тиск, наші нервові клітини передають інформацію через іони — це насправді не так сильно відрізняється від нашої штучної шкіри», — каже Лю.

AISkin водночас міцний і еластичний.

Бінбін Ін є доктором філософії з Університету Макгілла, який очолює проект у лабораторії Лю. 

За словами Їнга, «наша людська шкіра може розтягнутися приблизно на 50 відсотків, але наша AISkin може розтягнутися до 400 відсотків своєї довжини, не розірвавшись». 

Дослідники опублікували свої висновки в Матеріали Горизонти.

Новий AISkin може призвести до розробки певних технологій, таких як Fitbits, схожі на шкіру, які здатні вимірювати кілька параметрів тіла. Інші технології включають клейку сенсорну панель, яка може приклеюватися до поверхні вашої руки. 

«Це може підійти спортсменам, які бажають оцінити інтенсивність своїх тренувань, або це може бути тачпад, який можна носити, щоб грати в ігри», — сказав Лю.

Технологія також може вимірювати прогрес, досягнутий у реабілітації м’язів. 

«Якби ви, наприклад, помістили цей матеріал на рукавичку пацієнта, який реабілітує свою руку, медичні працівники могли б контролювати рухи згинання пальців», — каже Лю.

Технологія також може зіграти роль у сфері м’якої робототехніки або гнучких ботів, виготовлених із полімерів. Одним із застосувань можуть бути м’які роботизовані захвати, які обробляють делікатні предмети на заводах.

Дослідники сподіваються, що AISkin буде інтегровано в програмних роботів для вимірювання даних, таких як температура їжі або тиск, необхідний для обробки певних предметів.

Зараз лабораторія працюватиме над вдосконаленням AISkin і зменшенням розміру датчиків. До матеріалу будуть додані можливості біосенсору, що дозволить вимірювати біомолекули в рідинах організму. 

«Якщо ми продовжимо це дослідження, це може бути щось, наче «розумна пов’язка», — каже Лю. «Загоєння ран вимагає повітропроникності, балансу вологи — іонна шкіра виглядає як природний наступний крок».