Паукообразный сверхчувствительный датчик усиливает прикосновение

Люди наделены невероятно настроенным чувством осязания, что позволяет нам легко манипулировать различными объектами.

Однако существуют ситуации, когда эта чувствительность снижается, например, после травмы или в перчатках. Это может оказаться серьезной проблемой для хирургов, которые часто жалуются на то, что они не могут манипулировать мягкими тканями в перчатках так, как им хотелось бы. В космосе астронавтам намного хуже из-за их громоздких скафандров, которые делают обслуживание чрезвычайно сложным во время выхода в открытый космос на Международной космической станции.

В этих случаях помогут новые усовершенствованные тактильные датчики, разработанные китайскими исследователями. Датчик настолько чувствителен, что позволяет пользователю обнаружить легкую кисть пера, прикосновение лепестка цветка, капли воды, падающие на палец, и даже проволоку, слишком маленькую, чтобы ее можно было увидеть.

Пьезорезистивный датчик на основе трещин, разработанный исследователями из Академии наук Китая, был вдохновлен видом паука. Конечности паука имеют вид трещин или щелей, которые позволяют паукообразному обнаружить даже самые слабые движения в его окрестностях.

Точно так же новый ультратонкий датчик деформации на основе трещин, или UCSS, использует трещины, образованные в нескольких тонких слоях гибкой полимерной пленки, покрытой серебром. Трещины в серебряном покрытии генерируют параллельные каналы, которые проводят электричество и позволяют сенсору стать очень чувствительным к движению. Эта система по сути является электронной оболочкой, которая может передавать тактильную информацию.

Разработка и применение ультратонкой матрицы датчиков деформации на основе трещин для картографирования распределения пространственной деформации. 

Когда датчики были прикреплены к перчаткам, либо на кончиках пальцев, либо на тыльной стороне ладони, люди могли обнаружить крошечные движения. Тесты также показали, что UCSS были достаточно чувствительными, чтобы обнаружить тонкие движения лица, такие как улыбка, хмурый взгляд и мигание.

В журнале Applied Physics Review авторы представляют различные способы применения, такие как высокочувствительные электронные усы, которые можно использовать для картирования ветровых потоков, носимые датчики для определения сердцебиения и пульса или датчики протезирования для улучшения ощущения осязания.

«Эти результаты демонстрируют широкое применение нашего ультратонкого датчика деформации»,

— сказал соавтор Caofeng Pan из Пекинского института наноэнергии и наносистем при Академии наук Китая.

Вас также может заинтересовать:

10 технологий, которые формируют медицину будущего

Все, что вам нужно знать о биомимикрии и о том, как она меняет наше окружение