Yapay deri: Robot elinin dokunsal algısı olsun!
Kılavuz
Son zamanlarda, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Houston Üniversitesi'nden bir grup araştırmacı, geri çekilebilir elektronik ürünlerde büyük bir gelişme olduğunu bildirdi. Robotik kolların farklı ısı ve soğuğu algılamasına izin vermek için yapay bir deri olarak kullanılabilir ve biyomedikal elektronik için de kullanılabilir. Sahada bir dizi uygulama.
Anahtar kelime
Esnek, robotik, malzemeler, yarı iletkenler
arka fon
Şu anda piyasadaki robotların çoğu, mekanize yöntemlerle kavrama ve dokunsal algılama eylemlerini tamamlıyor. Bu sadece sert değil, aynı zamanda kavranan nesneye zarar vermek de kolaydır. Bununla birlikte, esneklik şu anda elektronik ve robotik alanlarındaki önemli yenilik trendlerinden biridir Esnek robot kolu, geleneksel robot kolunun birçok eksikliğinin üstesinden gelmektedir.
Yazar, Cornell Üniversitesi tarafından tasarlanan esnek robot eli, çeşitli şekil ve malzemelerdeki nesneleri kavramak ve algılamak gibi çevredeki nesneleri algılamak için bükme, uzatma ve güç için bir sensör olarak gerilebilir bir elastik optik dalga kılavuzu kullanan esnek robot elini tanıttı. Örneğin, bu tür bir protez el, yumuşaklığını hissetmek ve olgunluklarını değerlendirmek için üç domatese dokunur.
(Resim kaynağı: Cornell Üniversitesi)
Yenilikçilik
Bugün tanıtmak istediğim şey aynı zamanda esnek robot elleri ile ilgili yenilikler. Son zamanlarda, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Houston Üniversitesi'nden bir grup araştırmacı, geri çekilebilir elektronik ürünlerde büyük bir gelişme olduğunu bildirdi. Robotik kolların farklı ısı ve soğuğu algılamasına izin vermek için yapay bir deri olarak kullanılabilir ve biyomedikal elektronik için de kullanılabilir. Sahada bir dizi uygulama.
(Resim kaynağı: Houston Üniversitesi)
Makine Mühendisliği Bölümü'nde yardımcı doçent olan ve makalenin baş yazarı olan Cunjiang Yu ve ekibin geri kalanı Houston Üniversitesi Mühendislik Fakültesi'nden. Ortak yazarlar arasında ilk yazarlar Hae-Jin Kim, Kyoseung Sim ve Anish Thukral yer alıyor. Bu araştırmanın sonuçları, "Science Advances" dergisinde yayınlanmıştır. Esnek elektronik ürünler üretmek için yeni mekanizma Bu, hazır malzemelere dayanan ve ticari üretim için ölçeklendirilebilen bir süreçtir.
teknoloji
Yu, bu araştırmanın kauçuk kompozit malzeme biçiminde bir yarı iletken cihaz tasarlayan ilk araştırma olduğunu söyledi. Malzeme% 50 oranında esnetilse bile, bu tasarım elektronik bileşenlerin işlevselliğini korumasına izin verir.
(Resim kaynağı: Houston Üniversitesi)
Yu, bu araştırmanın esneyebilen ve herhangi bir mekanik yapıya sahip olmayan kauçuk kompozit malzeme şeklindeki ilk yarı iletken cihaz olduğunu söyledi. Geleneksel yarı iletken cihazların kırılgan olduğunu ve bunları gerilebilir malzemelerde kullanmanın karmaşık mekanik sistemler gerektirdiğini söyledi. Bu daha karmaşık, daha az kararlı ve daha pahalı olacak ve yeni keşifler bu durumu değiştirdi. Dedi ki:
"Çözümümüz, üretim basitliği, ölçeklenebilirlik, yüksek yoğunluklu entegrasyon, geniş gerilim toleransı ve düşük maliyet kullanıyor."
Araştırmacılar elektronik bir kaplama yarattılar ve bunu robot bir elin bir fincan sıcak ve buzlu suyun sıcaklığını algılayabildiğini göstermek için kullandılar. Bu cilt aynı zamanda ele gönderilen bilgisayar sinyalini yorumlayabilir ve sinyali Amerikan İşaret Dili ile yeniden üretebilir.
(Resim kaynağı: Houston Üniversitesi)
Yu dedi ki:
"Bu robot dış görünümü, hareketleri benim gibi insanların anlayabileceği ve okuyabileceği okunabilir bir mektuba çevirebilir."
Gerilebilir kompozit yarı iletken, sertleştikten sonra nanoteller kullanılarak taşınabilen bir çözüm oluşturmak için polidimetilsiloksan (PDMS) olarak da bilinen silikon bazlı bir polimer ve mikro nanoteller kullanır. Güncel malzeme.
değer
Yapay cilt sadece bir uygulamadır. Araştırmacılar, yeni keşfedilen bu malzemenin yumuşak, bükülebilir, gerilebilir ve bükülebilir olduğunu ve bunun sağlık izleme, tıbbi implantlar ve insan-makine arayüzlerinde kullanımı da dahil olmak üzere esnek giyilebilir elektroniklerin gelecekteki gelişimini etkileyeceğini söyledi. Araştırmacı şunları anlattı:
"Bu stratejinin, yarı iletken nanolifleri kauçuğa sızarak elastik yarı iletkenler yapacağını öngörüyoruz. Gerilebilir yarı iletkenlerin gelişimini teşvik ediyor ve ayrıca gerilebilir elektroniklerdeki ilerlemeleri bir dizi alana uyguluyor. Yapay deri, biyomedikal implantlar, cerrahi eldivenler gibi. "
Referans
[1]
[2] Hae-Jin Kim, Kyoseung Sim, Anish Thukral, Cunjiang Yu. Yarı iletkenlerin ve iletkenlerin doğal olarak gerilebilir elastomerik kompozitlerinden kauçuksu elektronikler ve sensörler . Science Advances, 2017; 3 (9): e1701114 DOI: 10.1126 / sciadv.1701114
Daha ileri teknolojiler ve yenilikçi ürünler için lütfen WeChat herkese açık hesabını takip edin: IntelligentThings veya yazarın kişisel WeChat ile iletişime geçin: JohnZh1984
