Onderzoekers van de Universiteit van Saarland hebben een ultradunne flexibele film gemaakt die kan dienen als sensor voor innovatieve technologieën. Geïntegreerd in een handschoen, de nieuwe sensorische film kan de huidige positie van de hand en vingers van de drager communiceren. Door een directe verbinding tot stand te brengen tussen de virtuele en de echte werkwereld, mens en machine kunnen, vrij letterlijk, hand in hand werken. Het onderzoeksteam onder leiding van professor Stefan Seeelecke heeft dit bereikt door het gebruik van slimme siliconenfilms. Een ander doel van het onderzoekswerk is om de drager van de handschoen te helpen door tactiele signalen uit te zenden, zoals pulsen of trillingen die door de polymeerfilm worden geproduceerd.

Het ingenieursteam staat van 1 tot 5 april op de Hannover Messe op de onderzoeks- en innovatiestand Saarland (hal 2, standaard B46), waar ze de prototypehandschoen zullen presenteren en op zoek gaan naar partners met wie ze de technologie voor praktische toepassingen kunnen ontwikkelen.

Een assemblageoperator ontdekt dat ze het verkeerde onderdeel hebben gebruikt en dus moeten ze nu alles uit elkaar halen wat ze eerder hadden gemonteerd. Dit kost tijd en leidt tot vertragingen in de productie. Had de computer de fout maar kunnen signaleren terwijl de operator het onderdeel uit de opslagbak haalde. Maar de computer was zich totaal niet bewust van de fout. Nutsvoorzieningen, dankzij een slimme handschoen ontwikkeld door een team van ingenieurs onder leiding van Stefan Seeecke van de Universiteit van Saarland, deze informatie kan ter beschikking worden gesteld aan het computersysteem. In combinatie met een slimme bril, de handschoen kan persoonlijke assistentie bieden aan assemblagelijnmedewerkers of servicetechnici wiens taak het is om complexe apparaten of systemen te assembleren of te repareren, waardoor potentieel kostbare fouten worden vermeden.

De onderzoekers hebben een ultra lichtgewicht, zeer flexibele film gemaakt van een elastisch polymeer en heeft het veranderd in een aanpasbaar sensorisch orgaan voor een verscheidenheid aan technische toepassingen. Door een handschoen te bekleden met de polymeerfilm, ze kunnen een mens-machine-interface creëren zonder de noodzaak van zware sensoren of camera's - het gebeurt allemaal met een ultradunne plastic film die niet wordt gevoeld door de drager en die hen niet beperkt bij het uitvoeren van hun werk.

'De film die we gebruiken staat bekend als een diëlektrisch elastomeer. En de handschoen functioneert in wezen als een flexibele sensor, ' legt professor Stefan Seeecke uit, die aan het hoofd staat van onderzoeksteams bij het Intelligent Material Systems Lab aan de Universiteit van Saarland en bij ZeMA (Center for Mechatronics and Automation Technology) in Saarbrücken. Op beide zijden van de siliconenfilm is een elektrisch geleidend materiaal gedrukt. Als er spanning op de film wordt gezet, de resulterende elektrostatische aantrekkende krachten zorgen ervoor dat de film samendrukt, de film zijdelings verlengen en zo het oppervlak vergroten, wat op zijn beurt de elektrische capaciteit van de film verandert. Deze eigenschap transformeert de film effectief in een sensor. 'We kunnen een precieze elektrische capaciteitswaarde toewijzen aan elke bepaalde positie van de film, ' legt Steffen Hau uit, een doctoraat ingenieur die in het team van Seelecke werkt.

De ingenieurs weten dus op elk moment precies hoe een vinger zich uitstrekt, trekken of samendrukken van de film. Met behulp van algoritmen, het team is in staat om deze bewegingssequenties te berekenen in een besturingseenheid en de resultaten vervolgens te verwerken met een computer.

Voor de volgende fase van het ontwikkelingsproces, de onderzoekers willen de handschoen direct laten communiceren met de drager, door middel van tactiele signalen, zoals pulsen of trillingen, dat zou worden gevoeld door de vingers van de drager. 'De computer zou dan kunnen sturen, bijvoorbeeld, een gepulseerd signaal naar de vingertoppen van de operator om hem te vertellen "Je hebt het verkeerde onderdeel genomen", of een trilsignaal om te bevestigen "Dat is het juiste onderdeel", ', legt Steffen Hau uit.

De dunne siliconenfilm is niet zomaar een sensor, het kan ook worden gemaakt om op verzoek te pulseren of te trillen of om elke gewenste vorm aan te nemen. De onderzoekers kunnen hun siliconenfilm nauwkeurig controleren en kunnen de frequentie van de beweging naar behoefte continu variëren, van hoogfrequente trillingen tot een langzame pulserende of buigende beweging. Deze zeer responsieve folie kan in de toekomst worden gebruikt om te voorkomen dat assemblagemedewerkers of technici het verkeerde onderdeel uit sorteerbakken halen.