De menselijke huid is een fascinerend multifunctioneel orgaan met unieke eigenschappen die voortkomen uit zijn flexibele en meegaande karakter. Het zorgt voor interfacing met de externe fysieke omgeving via talrijke receptoren die verbonden zijn met het zenuwstelsel. Wetenschappers proberen deze kenmerken al heel lang over te brengen op kunstmatige huid, gericht op robottoepassingen.

Robotsystemen zijn sterk afhankelijk van elektronische en magnetische velddetectiefuncties die nodig zijn voor positionering en oriëntatie in de ruimte. Er is veel onderzoek gedaan naar de implementatie van deze functionaliteiten in een flexibele, conforme vorm. Recente ontwikkelingen in flexibele sensoren en organische elektronica hebben gezorgd voor belangrijke voorwaarden. Deze apparaten kunnen werken op zachte en elastische oppervlakken, terwijl sensoren verschillende fysieke eigenschappen waarnemen en deze verzenden via uitleescircuits.

Om de natuurlijke huid nauwkeurig na te bootsen, het is noodzakelijk om een ​​groot aantal individuele sensoren met elkaar te verbinden. Deze uitdagende taak werd een groot obstakel bij het realiseren van een elektronische huid. De eerste demonstraties waren gebaseerd op een reeks afzonderlijke sensoren die afzonderlijk werden geadresseerd, wat onvermijdelijk resulteerde in een enorm aantal elektronische verbindingen. Om de benodigde bedrading te verminderen, belangrijke technologie moest worden ontwikkeld, namelijk complexe elektronische schakelingen, stroombronnen en schakelaars moesten worden gecombineerd met individuele magnetische sensoren om volledig geïntegreerde apparaten te bereiken.

Onderzoekers uit Dresden, Chemnitz en Osaka hebben nu een baanbrekend magnetisch sensorsysteem met actieve matrix gepresenteerd in een recent artikel dat is gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang . Het sensorsysteem bestaat uit een 2 x 4 array van magnetische sensoren, een organisch bootstrap-schuifregister dat nodig is voor het aansturen van de sensormatrix, en organische signaalversterkers. Alle elektronische componenten zijn gebaseerd op organische dunnefilmtransistoren en zijn geïntegreerd in één enkel platform.

De onderzoekers hebben de hoge magnetische gevoeligheid van het systeem aangetoond, en het kan de tweedimensionale distributie van het magnetische veld in realtime verkrijgen. Het is ook zeer robuust tegen mechanische vervorming, zoals buigen, kreuken of knikken. Naast volledige systeemintegratie, het gebruik van organische bootstrap-schuifregisters is een zeer belangrijke ontwikkelingsstap in de richting van een elektronische huid met actieve matrix voor robot- en draagbare toepassingen.

Prof. Dr. Oliver G. Schmidt, directeur van het Leibniz Instituut voor Solid State and Materials Research Dresden, zegt, "Onze eerste geïntegreerde magnetische functionaliteiten bewijzen dat dunne-film flexibele magnetische sensoren kunnen worden geïntegreerd in complexe organische circuits. Het ultra-conforme en flexibele karakter van deze apparaten is een onmisbare eigenschap voor moderne en toekomstige toepassingen zoals zachte robotica, implantaten en protheses. De volgende stap is om het aantal sensoren per oppervlak te vergroten en de elektronische huid uit te breiden voor grotere oppervlakken."