Robot học và AI vật lý
Các nhà nghiên cứu tại Harvard phát triển cảm biến tự cấp nguồn cho robot mềm, quần áo thông minh
Thêm Unite.AI vào các nguồn ưu tiên của bạn trên Google
Các nhà nghiên cứu tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng Harvard John A. Paulson (SEAS) đã phát triển một nhiệt kế mềm, dẻo, tự cấp nguồn có thể tích hợp vào robot thông minh và điện tử dẻo.
Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences.
Zhigang Suo là giáo sư cơ học và vật liệu tại SEAS và là tác giả chính của bài báo.
“Chúng tôi đã phát triển cảm biến nhiệt độ mềm với độ nhạy cao và thời gian phản hồi nhanh, mở ra khả năng tạo ra các giao diện máy tính và robot mềm mới trong lĩnh vực y tế, kỹ thuật và giải trí,” said Suo.
Cấu trúc của Nhiệt kế
Nhiệt kế này có ba phần: điện phân, điện cực và vật liệu điện môi ngăn cách chúng. Điện phân / điện môi tích tụ ion, và điện cực / điện môi tích tụ điện cực.
Với sự mất cân bằng điện tích giữa hai phần, nó tạo ra một đám mây ion trong điện phân. Đám mây ion này sau đó thay đổi độ dày và tạo ra điện áp khi nhiệt độ thay đổi. Trong khi điện áp nhạy với nhiệt độ, nó không nhạy với độ giãn.
Tùy chỉnh Cảm biến
Yecheng Wang là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại SEAS và là tác giả đầu tiên của bài báo.
“Bởi vì thiết kế rất đơn giản, có rất nhiều cách khác nhau để tùy chỉnh cảm biến, tùy thuộc vào ứng dụng,” said Wang. “Bạn có thể chọn các vật liệu khác nhau, sắp xếp chúng theo các cách khác nhau và tối ưu hóa cho các nhiệm vụ khác nhau.”
Các nhà nghiên cứu có thể sắp xếp điện phân, điện môi và điện cực theo các cấu hình khác nhau, điều này dẫn đến bốn thiết kế cho cảm biến nhiệt độ. Họ đã thử nghiệm nó bằng cách tích hợp cảm biến vào một bộ gắp mềm trước khi đo nhiệt độ của một quả trứng luộc nóng. Các cảm biến này nhạy hơn so với nhiệt kế điện tử truyền thống, và chúng có thể phản hồi với sự thay đổi nhiệt độ trong vòng 10 mili giây.
“Chúng tôi đã chứng minh rằng các cảm biến này có thể được làm nhỏ, ổn định và thậm chí trong suốt,” said Wang.
Nhiệt kế này có thể đo nhiệt độ lên đến 200 độ Celsius hoặc lạnh như -100 độ Celsius tùy thuộc vào vật liệu được sử dụng.
“Nền tảng này có thể tùy chỉnh cao có thể mở ra các phát triển mới để cho phép và cải thiện internet của mọi thứ và mọi người,” said Suo.
