"Умная кожа" близка по восприятию к человеческой

Исследователями из Института технологии Джорджии разработаны сенсоры, которые способны ощущать прикосновение столь же чувствительно, как и кончики человеческих пальцев. Новая «умная кожа» получена путем использования метода «механического возбуждения».

Это открытие, по оценке экспертов, может стать важным прорывом в роботостроении. В частности, оно может помочь создавать искусственные конечности.

На прозрачных и гибких пластинках расположены массивы сенсоров. Это примерно 8 тысяч такселей, представляющих из себя транзисторы, чувствительные к прикосновению. Они способны независимо генерировать пьезоэлектрические сигналы. Проще говоря, испускать электричество при механическом возбуждении.

Каждый из этих восьми тысяч транзисторов состоит примерно из 1,5 тысячи нанопроводников из оксида цинка. Они соединяются с электродами тонким слоем золота. Это дает возможность сенсорам воспринимать изменения давления вплоть до 10 килопаскаль, то есть как раз с чувствительностью человеческой кожи.

Автор исследования Жон Лин Ванг отмечает, что любое механическое движение, скажем, движение рук или пальцев робота, может транслироваться в управляющие сигналы. Если это так, то есть реальная возможность изготовить искусственную кожу более умную и более похожую на кожу человека. Такая кожа сможет ощущать активность на своей поверхности.

Об электронной имитации тактильного ощущения уже давно мечтали многие исследователи из разных стран. Однако только сейчас удалось идею воплотить в жизнь – за счет замеров изменений сопротивляемости.

Однако группа ученых из Института Джорджии выбрала другой путь. Она приняла решение измерять крошечные изменения поляризации в то время, когда на пьезоэлектрические материалы вроде оксида цинка, в которых могут накапливаться токи, осуществляется механическое давление. Через нанопроводники в таких транзисторах пьезоэлектрические заряды контролируют течение токов.

По словам профессора Жон Лин Ванга, эту технологию можно считать принципиально новой. Ведь она предоставляет возможность напрямую осуществлять контроль за электронными устройствами при использовании механического возбуждения.

Такую технологию можно применить во многих сферах – как в робототехнике, так и в человеко-машинных интерфейсах. Есть также немало и других сфер, в которых так или иначе существует механическая деформация.