Stretchy Artificial 'Skin' Kunne Give Robots En Følelse Af Touch

{h1}

Gummielektronik og sensorer, der fungerer normalt, selv når de strækkes op til 50 procent af deres længde, kan fungere som kunstig hud på robotter, ifølge en ny undersøgelse.

Gummielektronik og sensorer, der fungerer normalt, selv når de strækkes op til 50 procent af deres længde, kan fungere som kunstig hud på robotter, ifølge en ny undersøgelse. De kunne også give fleksible sensorer til en række elektroniske enheder, siger forskerne.

Som menneskehud er materialet i stand til at mærke belastning, tryk og temperatur, ifølge forskerne.

"Det er et stykke gummi, men det har funktionen af ​​et kredsløb og sensorer," sagde Cunjiang Yu, assistent professor i maskinteknik ved University of Houston. Yu og hans team beskrev deres innovation i en undersøgelse, der blev offentliggjort online den 8. september i tidsskriftet Science Advances. [Super-Intelligent Machines: 7 Robotic Futures]

Yusaid gummielektronik og sensorer har en bred vifte af applikationer, fra biomedicinske implantater til bærbar elektronik til digitaliserede tøj til "smarte" kirurgiske handsker.

Fordi den gummiagtige halvleder begynder i flydende form, kan den hældes i forme og opskalere til store størrelser eller endda bruges som en slags gummibaseret blæk og 3D trykt i en række forskellige genstande, fortæller Yu til WordsSideKick.com.

En af de mere interessante applikationer kunne være for robotter selv, sagde Yu. Mennesker vil gerne være i stand til at arbejde i nærheden af ​​robotter og at eksistere sammen med dem, sagde han. Men for at det skal ske sikkert, skal robotten selv være i stand til fuldt ud at forstå sine omgivelser. En robot - måske endda en blød, fleksibel, med hud, der kan føle omgivelserne - kunne arbejde side om side med mennesker uden at true dem, sagde Yu.

I eksperimenter brugte Yu og hans kolleger den elektroniske hud til præcist at bestemme temperaturen på varmt og koldt vand i en kop og også oversætte computersignaler sendt til robothånden i fingerbevægelser, der repræsenterer alfabetet fra amerikansk tegnsprog.

Elektronik og robotter er typisk begrænset af de stive og stive halvledermaterialer, der udgør deres computer kredsløb. Som sådan mangler de fleste elektroniske enheder evnen til at strække, forfatterne sagde i undersøgelsen.

I forskningslaboratorier rundt omkring i verden arbejder forskere på forskellige løsninger til at producere fleksibel elektronik. Nogle innovationer omfatter små, indlejrede, stive transistorer, der er "øer" i en fleksibel matrix. Andre involverer brug af elastiske polymerhalvledere. De vigtigste udfordringer med mange af disse ideer er, at de er for vanskelige eller dyre til at tillade masseproduktion, eller overførslen af ​​elektroner gennem materialet er ikke særlig effektiv, sagde Yu.

Denne seneste løsning løser begge disse spørgsmål, siger forskerne. I stedet for at opfatte sofistikerede polymerer fra bunden, vendte forskerne til billige og kommercielt tilgængelige alternativer til at skabe et strækmateriale, der fungerer som en stabil halvleder og kan skaleres op til fremstilling, skrev forskerne i undersøgelsen.

Yu og hans kolleger lavede det strækbare materiale ved at blande små halvledende nanofibriller - nanotråde 1000 gange tyndere end et menneskehår - i en opløsning af en almindeligt anvendt siliciumbaseret organisk polymer, kaldet polydimethylsiloxan eller PDMS for kort.

Når den tørres ved 140 grader Fahrenheit (60 grader Celsius), hærdes opløsningen til et strækbart materiale indlejret med millioner af små nanotråde, der bærer elektrisk strøm.

Forskerne anvendte strimler af materialet til fingrene i en robothånd. Den elektroniske hud fungerede som en sensor, der producerede forskellige elektriske signaler, når fingrene bøjede sig. Bøjning af en fingersamling sætter belastning på materialet, og det reducerer elektrisk strømflow på en måde, der kan måles.

For eksempel for at udtrykke tegnsproget "Y" blev indeks-, midter- og ringfingrene helt foldet, hvilket skabte en højere elektrisk modstand. Tommelfingeren og lyserøde fingre blev holdt lige, hvilket gav lavere elektrisk modstand.

Ved hjælp af de elektriske signaler kunne forskerne stave "YU LAB" i amerikansk tegnsprog.

Yu sagde at han og hans kolleger allerede arbejder på at forbedre materialets elektroniske ydeevne og stretchiness langt ud over det 50 procent mærke, der blev testet i den nye undersøgelse.

"Dette vil ændre området af strækbar elektronik," sagde han.

Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: Glommen Skog - En historie om å skape verdier.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com