Человеческая кожа является самым большим органом тела. Это также обеспечивает одно из наших самых важных чувств: осязание. Прикосновение позволяет людям взаимодействовать и воспринимать объекты во внешнем мире. Однако при создании роботов и виртуальных сред сенсорный ввод не был самой простой функцией для перевода по сравнению, скажем, со зрением. Тем не менее, многие лаборатории пытаются сделать прикосновение возможным, и различные версии искусственной кожи показывают перспективу в том, чтобы сделать электронику (например, те, которые питают протезы) умнее и чувствительнее.
Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Small, представляет новый тип искусственной кожи, созданный командой из Наньянского технологического университета в Сингапуре, который может не только чувствовать прямое давление, оказываемое на нее, но и когда объекты приближаются к ней.
Уже сейчас различные макеты искусственной кожи в прошлом смогли уловить такие факторы, как температура, влажность, детали поверхности и сила, и превратить их в цифровые сигналы. В этом случае эта искусственная кожа является «ионной», что означает, что она объединяет ионы и электроды, чтобы попытаться включить чувство.
В частности, он состоит из пористого губчатого слоя, пропитанного соленой жидкостью, зажатой между двумя слоями тканевых электродов, встроенных в никель. Эти сырые компоненты являются недорогими и легко масштабируемыми, что, как утверждают исследователи, делает этот тип технологии пригодным для массового производства. В результате получается материал, который является гибким, мягким и проводящим. Внутренняя химия структуры делает его таким, что при давлении, приложенном к материалу, он вызывает изменение емкости, производя электрический сигнал.
«Мы создали искусственную кожу с сенсорными способностями, превосходящими человеческую кожу. В отличие от человеческой кожи, которая воспринимает большую часть информации от прикосновений, эта искусственная кожа также получает богатую когнитивную информацию, закодированную в бесконтактных или приближающихся операциях», — сказал в пресс-релизе соответствующий автор Ифань Ван, доцент Наньянского технологического университета в Сингапуре. «Работа может привести к созданию роботизированных технологий восприятия следующего поколения, превосходящих существующие тактильные датчики».
Конструкция устройства также создает «окаймляющее электрическое поле» по краю кожи. Это результирующее электрическое поле может ощущать, когда объекты приближаются, а также может различать материал, из которого состоит объект. Например, он может различать пластиковую, металлическую и человеческую кожу в небольшой демонстрации доказательства концепции.
Что касается вариантов использования, искусственная кожа может быть нанесена на пальцы робота или на интерфейс управления для электронной игры, который использует прикосновение пальца для перемещения персонажей. В своем эксперименте пользователи играли в игру Pac-Man и перемещались по электронным картам, взаимодействуя с панелью искусственной кожи.