Ultraczuły czujnik dotyku

fot. pixabay

Wykorzystując wydrukowany w 3D materiał wrażliwy na pola elektryczne, badacze stworzyli nowatorski czujnik, który jest w stanie dokładnie rozpoznawać i rozróżniać obiekty w odległości do 10 centymetrów bez konieczności fizycznego kontaktu. Bezdotykowy sensor może zapewnić nowy poziom czułości robotyki.

W ciągu ostatnich kilku lat nastąpił znaczny postęp w produkcji elektroniki, która może się zginać, skręcać i składać, co zaowocowało szeroką gamą funkcjonalnych urządzeń do noszenia. Integracja czujników dotykowych wyższego poziomu z elektroniczną ludzką skórą stało się kluczowym zastosowaniem tego rodzaju technologii w robotyce, medycynie i technologii użytkowej.

Elektroniczna skóra z systemem wykrywania bezdotykowego może przynieść korzyści wielu użytkownikom, w tym niepełnosprawnym. Funkcjonalność, którą zapewnia można rozszerzyć na dowolne urządzenie podłączone do Internetu rzeczy.

Większość obecnych czujników dotykowych polega na bezpośrednim kontakcie z obiektem w celu wytworzenia mierzalnego odkształcenia fizycznego, a tym samym odpowiedniej siły nacisku wykrywanego w czujniku. Jednak dzięki nowemu badaniu przeprowadzonemu przez naukowców z Uniwersytetu Qingdao w Chinach być może zbliżyliśmy się o krok do wykrywania bezdotykowego. Badacze opracowali sensor, który jest tak czuły, że działa bez bezpośredniego kontaktu między nim a wykrywanym obiektem.

- Aby zapewnić większą czułość i wszechstronność, opracowaliśmy nowe folie kompozytowe o zaskakujących i bardzo przydatnych właściwościach elektrycznych - powiedział Xinlin Li, jeden z autorów badania.

Aby je stworzyć, naukowcy połączyli w formę siatki niewielkie ilości grafitowego azotku węgla (GCN) i polidimetylosiloksanu (PDMS). Co zaskakujące, odkryli, że poprzez połączenie tych dwóch materiałów o wysokiej stałej dielektrycznej uzyskano materiał o niskiej stałej dielektrycznej, a zatem czujnik lepiej reagujący na pola elektryczne.

Testując możliwości struktury, używając własnych palców jako przykładu wykrywanych obiektów, naukowcy odkryli, że są one wykrywane z odległości od 0,5 do 10 cm. Dzięki czujnikowi można dokładnie rozpoznać i rozróżnić różne kształty i ruchy.

Po pomyślnym przetestowaniu czujników naukowcy zintegrowali je z płytką drukowaną, aby stworzyć ujednolicony system zdolny do zdalnego monitorowania ruchu człowieka. Elektroniczna skóra zawierająca nowatorskie czujniki umieszczona na nadgarstku zapewnia ciągłe połączenie z urządzeniem przeznaczonym do przechwytywania i bezprzewodowego przesyłania kształtu 3D obiektów do smartfonów, smartwatchów i komputerów w czasie rzeczywistym przy użyciu technologii 4G.

Naukowcy planują udoskonalić technikę wykrywania z myślą o masowej produkcji swojego wynalazku.

(rr)