Радикально новый тип сенсорных датчиков для робототехники и других бионических приложений настолько чувствителен, что работает даже без прямого контакта датчика с обнаруживаемыми объектами. Он улавливает помехи в электрическом поле между объектом и датчиком на расстоянии до 100 миллиметров от объекта.Исследователи из Университета Циндао в Китае совместно с коллегами из других стран Китая и Южной Кореи описывают свою инновацию в журнале Science and Technology of Advanced Materials.Электронная оболочка стала важнейшим элементом бионических роботов, позволяя им быстро обнаруживать внешние раздражители и реагировать на них. Это может позволить роботизированным системам анализировать форму объекта и, при необходимости, также поднимать его и манипулировать им.Датчики в большинстве современных систем полагаются на прямое прикосновение, вызывающее физическую деформацию контактного слоя, что приводит к изменению электрической емкости. К сожалению, однородность отклика в разных регионах ограничивает чувствительность и общие возможности таких систем."Чтобы повысить чувствительность и универсальность, мы разработали новые композитные пленки с удивительными и очень полезными электрическими свойствами", - говорит Синьлинь Ли из команды Университета Циндао.Самый удивительный аспект возник, когда исследователи объединили два материала с высокой диэлектрической проницаемостью — мерой их реакции на электрические поля. У этого композита неожиданно низкая диэлектрическая проницаемость - нелогичный результат, который идеально подходит для создания датчика, более чувствительного к электрическим полям.Композит состоит из небольшого количества графитового нитрида углерода, добавленного к полидиметилсилоксану. Их можно изготовить и обработать с помощью специального метода 3D-печати, называемого дозирующей печатью, который обеспечивает точный контроль структуры и рисунка печатаемых высоковязких чернил.Команда использовала это для создания сетки, которая могла воспринимать объекты на расстоянии от 5 до 100 миллиметров от поверхности объекта. Они протестировали возможности сетки, используя пальцы исследователей в качестве обнаруживаемых объектов, когда они приближались вплотную к сетке, но фактически не вступали в контакт."Производительность была выдающейся с точки зрения чувствительности, скорости отклика и надежной стабильности на протяжении многих циклов использования", - говорит Ли. "Это открывает новые возможности в области носимых предметов и электронной кожи".Она добавляет, что это подходит для создания физически гибких датчиков, необходимых для носимых технологий. Они могут применяться для медицинского мониторинга или более общего применения в быстро развивающемся "интернете вещей" (IoT), предполагающем дистанционное управление широким спектром приборов.Включение сенсорной сетки в печатную плату позволило передавать собираемые ею данные по сетям 4G, широко используемым мобильными телефонами.Теперь команда планирует усовершенствовать технологию, чтобы сделать ее пригодной для массового производства. Они также хотят изучить дальнейшие возможности, помимо простого определения формы и движения.Например, различные блоки в матрице датчиков обладают способностью реагировать последовательно, что обеспечивает возможность реализации взаимодействия человека и компьютера, такого как распознавание жестов. Производительность датчиков в контактных и бесконтактных системах также отражает их потенциал в области обнаружения движения человека, таких как обход препятствий и мониторинг походки, которые могут быть применены в интеллектуальном медицинском обслуживании.
happytalism https://happytalism.press/?p=961
