science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Gesprayde tactiele sensor op een 3D-oppervlak voor robothuid

Fabricage van e-skin met behulp van verschillende printmethoden en detectie van signalen voor draagbare en robottoepassingen. Krediet:KAIST

Robots zullen een breed scala aan taken kunnen uitvoeren, evenals mensen als ze tactiele detectiemogelijkheden kunnen krijgen.

Een KAIST-onderzoeksteam heeft een rekbare, drukongevoelige spanningssensor met behulp van een oplossingsgebaseerd proces. Het proces is eenvoudig schaalbaar om grote oppervlakken te accommoderen en kan als een dunne film worden gecoat op driedimensionale, onregelmatig gevormde objecten via spraycoating. Deze omstandigheden maken hun verwerkingstechniek uniek en zeer geschikt voor gerobotiseerde elektronische huid of draagbare elektronica-toepassingen.

Het maken van een elektronische huid om de tactiele detectie-eigenschappen van de menselijke huid na te bootsen, is een actief onderzoeksgebied voor toepassingen zoals draagbare elektronica, robotica en protheses. Een van de grootste uitdagingen bij elektronisch huidonderzoek is het differentiëren van externe prikkels, vooral spanning en druk. Een ander probleem is het uniform deponeren van elektronische huid op driedimensionale, onregelmatig gevormde voorwerpen.

Om deze problemen op te lossen, het onderzoeksteam onder leiding van professor Steve Park van de afdeling Materials Science and Engineering en professor Jung Kim van de afdeling Werktuigbouwkunde ontwikkelde een elektronische huid die uniform kan worden gecoat op driedimensionale oppervlakken en mechanische stimuli kan onderscheiden. De nieuwe elektronische huid kan ook mechanische prikkels onderscheiden, analoog aan de menselijke huid.

De structuur van de elektronische huid is ontworpen om anders te reageren onder uitgeoefende druk en spanning. Onder toegepaste spanning, geleidende paden ondergaan significante conformationele veranderingen, de weerstand aanzienlijk veranderen. Anderzijds, onder uitgeoefende druk, verwaarloosbare conformationele verandering in het geleidende pad treedt op; e-skin reageert daarom niet op druk. Het onderzoeksteam werkt momenteel aan spanningsongevoelige druksensoren voor gebruik met de ontwikkelde spanningssensoren.

Het onderzoeksteam bracht ook de lokale belasting ruimtelijk in kaart zonder het gebruik van elektrode-arrays met patronen met behulp van elektrische impedantietomografie (EIT). Door EIT te gebruiken, het is mogelijk om het aantal elektroden te minimaliseren, duurzaamheid verhogen, en gemakkelijke fabricage op driedimensionale oppervlakken mogelijk maken.

Professor Park zei:"Onze elektronische huid kan tegen lage kosten massaal worden geproduceerd en kan gemakkelijk worden gecoat op complexe driedimensionale oppervlakken. Het is een sleuteltechnologie die ons in de nabije toekomst dichter bij de commercialisering van elektronische huid voor verschillende toepassingen kan brengen."

Mechanische stimuli detecteren met behulp van elektrische impedantietomografie. Krediet:KAIST