Наука нашла способ научить вещи
чувствовать наши прикосновения.
Научить мёртвую материю осязать своё окружение – непростая задача, но наука всё ближе подбирается к воплощению этих фантастических идей. Мы уже писали как-то о достижениях в плавности и точности движений механических рук, деликатность которых позволяет и яйцо поднять, и тарелки сложить. Ещё один большой шаг совсем недавно сделан в разработке электронной кожи. Группа учёных из Хемница и Дрездена создала для неё искусственные волоски, на манер тех, что растут на нашем теле.
Устройство, называемое сокращением Е-skin (электронная кожа), представляет собой гибкую электронную систему, которая пытается имитировать чувствительность своих биологических аналогов (например, кожи человека). Проведите пальцем вдоль вашего предплечья, но не касайтесь его. Чувствуете? Крошечные поверхностные волоски, о которых идёт речь, позволяют подобно нашему волосяному покрову не только воспринимать, но и предвосхищать малейшие тактильные ощущения. Мы благодаря этому механизму распознаём даже направление прикосновения. Электронные же системы, имитирующие кожу, были лишены такой чудесной возможности до сих пор.
Исследовательская группа под руководством профессора доктора Оливера Г. Шмидта, руководителя кафедры материальных систем для наноэлектроники, а также научного директора Исследовательского центра материалов, архитектур и интеграции наномембран (MAIN) в Хемницком технологическом университете, изучила новый метод решения, основанный на создании датчиков магнитного поля настолько чувствительных в трёхмерном плане, что они позволяют распознать направление испытываемого воздействия; и настолько миниатюрных, что их можно интегрировать в активную матрицу высокой плотности системы электронной кожи.
Когда что-то касается ворсинок или они изгибаются, движение и точное положение магнитного корня могут быть обнаружены лежащими в основе трёхмерными магнитными датчиками. Отсюда возникает потрясающая способность сенсорной матрицы не только регистрировать движение волосков, но и определять точное направление движения. Как и в случае с настоящей человеческой кожей, каждый волосок на электронном эквиваленте становится полноценным сенсорным блоком, способным воспринимать и обнаруживать изменения поблизости.
Объясняя основное достижение, Кристиан Беккер, аспирант исследовательской группы профессора Шмидта в MAIN и первый автор исследования, говорит: «Наш подход позволяет осуществить точное пространственное расположение функциональных сенсорных элементов в 3D, которые могут изготавливаться серийно в параллельном производственном процессе. Такие сенсорные системы чрезвычайно трудно генерировать с помощью общепринятых методов изготовления микроэлектроники».
Области применения новинки, как можно представить, весьма широки: от замены кожного покрова и расположения медицинских датчиков на теле до оснащения специальным чувствительным покрытием различных устройств. Это могут быть те же роботы-андроиды или, скажем, защитные костюмы. Новый подход к миниатюризации и внедрению массивов таких устройств приблизил команду к имитации естественной реакции человеческой кожи на прикосновения – причём весьма близкой к тому, как это происходит в реальности, – поэтому перспектив применения технологии не перечесть.
По материалам АРМК.