Elektronička koža predviđa i tumači kontakte iz različitih smjerova
Njemački znanstvenici razvili novi pristup za minijaturizaciju mekih ultra-kompaktnih i visoko integriranih senzorskih jedinica za usmjerenu taktilnu osjetljivost u sustavima e-kože
Istraživači iz Chemnitza i Dresdena napravili su veliki iskorak u razvoju osjetljive elektronske kože s integriranim umjetnim dlačicama. Riječ je o fleksibilnim elektroničkim sustavima koji oponašaju osjetljivost prirodne ljudske kože i služe kao zamjena za pravu kožu, medicinske senzore na tijelu ili kao umjetna kože za presvlačenje humanoidnih robota i androide.
Osjetljivi 3D senzori
Sitne površinske dlačice mogu uočiti i predvidjeti najmanji taktilni osjećaj na ljudskoj koži i prepoznati smjer dodira. No, elektronički sustavi zasad nemaju tu mogućnost i ne mogu prikupljati ove informacije. Stoga su njemački istraživači razvili iznimno osjetljive 3D senzore magnetskog polja koji se mogu integrirati u sustav e-kože i o tome izvijestili u časopisu Nature Communications.
U središtu sustava nalazi se takozvani senzor anizotropne magnetorezistencije (AMR) za precizno određivanje promjena u magnetskim poljima. AMR se trenutno koristi kao senzor brzine u automobilima ili za određivanje položaja i kuta pokretnih komponenti u raznim strojevima.
Mikro-origami proces
Istraživači su koristili "mikro-origami proces" za savijanje komponenti AMR senzora u trodimenzionalne strukture koje mogu razriješiti magnetsko vektorsko polje u tri dimenzije. Mikro-origami omogućuje da se veliki broj mikroelektronskih komponenti uklopi u mali prostor i rasporedi u geometriju koja se ne može postići bilo kojom konvencionalnom tehnologijom mikrofabrikacije.
3D mikro-origami magnetski senzorski niz integriran je u aktivnu matricu u kojoj se svaki senzor može prikladno adresirati i očitati mikroelektroničkim sklopovima. Riječ je o potpuno novom načinu minijaturizacije i integracije 3D senzorskih sustava visoke razlučivosti.
Senzorske jedinice
Istraživači su 3D senzore magnetskog polja integrirali s magnetski ukorijenjenim finim dlačicama u umjetnu e-kožu izrađenu od elastomera u koji su ugrađeni elektronika i senzori, baš kao što je organska koža isprepletena živcima.
I baš kao i kod prave ljudske kože, svaka dlaka na e-koži postaje puna senzorska jedinica koja može uočiti i detektirati promjene u blizini. Magneto-mehanička veza između 3D magnetskog senzora i magnetskog korijena dlake u stvarnom vremenu pruža novu vrstu percepcije osjetljive na dodir.
Ova sposobnost važna je prilikom kontakta ljudi i robota. Na primjer, robot može osjetiti interakciju s čovjekom i prije namjeravanog kontakta ili nenamjernog sudara.
