НЦИП
НЦИП
Исследователи создали искусственную кожу, которая отличается направлением прикосновения
Исследовательская группа компании Kemn և Dresden разработала чувствительную электронную кожу (e-skin) со встроенными искусственными волосами. Они пытались имитировать чувствительность естественной кожи человека. Маленькие волоски были способны воспринимать, предугадывать мельчайшие тактильные прикосновения к коже человека и даже распознавать направление прикосновения.
Из такой кожи можно создавать как медицинские датчики на теле, так и человекоподобных роботов.
Заведующий кафедрой материальных систем наноэлектроники и Научный руководитель Исследовательского центра материалов и архитектуры և Наномембранная интеграция (MAIN) Хемницкого технологического университета, проф. Доктор Оливер Г. Исследовательская группа Шмидта разработала новый способ разработки высокочувствительных трехмерных датчиков магнитного поля, зависящих от направления, которые можно интегрировать в систему электронной кожи. Команда применила новый подход к массовому уничтожению 3D-интеграции 3D-устройств.
Кристиан Беккер - доктор философии. и проф. Студент-исследователь Шмидта говорит, что «подход позволяет точное пространственное расположение функциональных сенсорных элементов в 3D, которое можно производить массово».
Ядром сенсорной системы, представленной исследовательской группой, является так называемый датчик анизотропного магнитного сопротивления (AMR). Датчик AMR можно использовать для точного обнаружения изменений в магнитных полях. В настоящее время они используются, например, в качестве датчиков скорости автомобиля или для определения положения и угла движения компонентов в различных транспортных средствах.
Ученые использовали так называемый «процесс микро-оригами» для разработки чрезвычайно компактной сенсорной системы. Этот процесс используется для интеграции компонентов датчика AMR в трехмерную архитектуру, которая может решать магнитное векторное поле в трехмерном пространстве. Микро-оригами позволяет разместить большое количество микроэлектронных компонентов на небольшом пространстве և расположить их в геометрической последовательности, недостижимой при использовании традиционных технологий микроустройства. «Процессы Micro Origami были разработаны более 20 лет назад, и приятно видеть, как весь потенциал этой элегантной технологии можно использовать для применения новой микроэлектроники», — говорит Шмидт.
Исследовательская группа объединила массив магнитных датчиков 3D-микро оригами в один активный массив, где каждый отдельный датчик можно удобно считывать с помощью микроэлектронных схем. «Сочетание архитектуры активных магнитных датчиков с архитектурой самособирающихся микроорганизмов — это совершенно новый подход к интеграции и интеграции систем трехмерных датчиков высокого разрешения», — сказал д-р Даниил Карнашенко, который сыграл важную роль в разработке концепции дизайна.
Команде исследователей удалось интегрировать 3D-датчики магнитного поля в искусственную электронную кожу с тонкими волосками с магнитными корнями. Электронная кожа изготовлена из эластомерного материала, в который встроена электроника: датчики.
В случае контакта с волосами движение магнитного корня իտ точное положение может быть обнаружено лежащими в основе 3D-магнитными датчиками. Таким образом, сенсорная матрица может не только фиксировать движение волос, но и определять точное направление движения. Как и в случае с настоящей кожей человека, каждый волосок на электронной коже становится целостной сенсорной единицей, способной воспринимать и обнаруживать изменения в окружающей среде. Магнитно-механическая связь в режиме реального времени между трехмерным магнитным датчиком и магнитным корнем волос и обеспечивает новый вид сенсорного восприятия электронной кожи.
