Erklärer: Was ist elektronische Haut?

Weich, biegsam, dehnbar

Der Ansatz hat erfolgreich eingesetzt in ROBOSKIN, in dem wir taktile Haut für verschiedene Roboter einschließlich des iCub humanoide Roboters entwickelt am IIT in Italien entwickelt.

Die halbstarre Haut produzierten wir ist eines der funktionellsten Möglichkeiten um Körperteile mit großen Krümmungen, wie Wappen iCub zu decken. Es dient einige der dringendsten Bedürfnisse in der Robotik vorerst aber bald brauchen wir etwas überlegen, dass heute mit Standardkomponenten ermöglicht.

Eine interessante Entwicklung in diese Richtung ist elektronische Haut, die organische Halbleiter-basierte Dünnschicht-Transistoren verwendet, die an der Universität Tokio und der Stanford University entwickelt wurde. Organische Halbleiter haben inhärente Biegeverhalten wegen ihrer bestimmten molekularen Strukturen, die irgendwie geht zur Lösung des Problems der Weichheit.

Die Kehrseite der Medaille sind Transistoren und Sensoren träge wenn wegen der geringen Gebühr Träger Mobilität mit diesen Materialien verwendet. Es dauert länger um innerhalb dieser Materialien als in anderen Elektronen. Sie sind auch weniger stabil.

Um elektronische Haut in Robotik oder anderswo effektiv nutzen zu können, benötigen wir sensorische Daten erworben und in weniger als einer Millisekunde übertragen, so dass der Roboter schnell reagieren kann. Das bedeutet, dass hochmobile Materialien wie Silizium Einkristall eine bessere Option sind. An der University of Glasgow entwickeln wir elektronische Haut mit Silizium und andere High-Mobility-Materialien, die mit Mikro/Nanofabrikation Werkzeugen bearbeitet werden können.

Aber dies bringt uns zurück zur Flexibilität Problem da Silizium auf Biegung Risse. Wir haben diese Herausforderungen meistern, mit einer Transfer-Druck-Ansatz. Wir schnitzen Silizium-Nanodrähte aus Masse Wafer und Übertragung auf flexiblen Kunststoffsubstraten ausdrucken. Die Haut selbst ist eine gummiartige Polymer namens Polyimid, die winzigen Silizium-Nanodrähte, die Dünnschicht-Transistoren und Sensoren führen.

Flexible, menschlich wie Haut werden besonders wichtig in unserer Versuche zur Verbesserung der Prothetik – ein Feld, das bereits in vielerlei Hinsicht sehr fortgeschritten ist. Mit sogenannten myoelektrischen verknüpfen, kann elektrische Impulse vom restlichen Muskelfasern am Arm oder Bein, übertragen diese Impulse zu artikulieren, Finger und einen Daumen eine Prothese abholen.

Aber obwohl Prothesen modernisiert und umgestaltete, Aussehen und Funktion so nah wie möglich an eine echte Gliedmaßen möglichst kontinuierlich sind, ihnen fehlt noch die Eigenschaften der menschlichen Haut weil sie viel steifere sind. Schließlich werden diese erweiterte Prothesen zu berühren und berührt werden, von anderen Menschen erwartet.

Dieses Ziel ist näher als je zuvor mit der sensiblen synthetische Haut entwickelt an der Universität von Glasgow. Diese druckbaren taktilen Haut könnte nächsten Generation Armprothesen, die Anwender spüren eine leichte Berührung, schütteln sich die Hände und geben Sie natürlich, weil der Arm wird Signale an das Gehirn senden und wiederum auf Signale des Gehirns reagieren ermöglichen würde.

Nachdem diese Hürden genommen sind, können wir weiter verbessern, die Erfahrung im Umgang mit elektronischen Haut mit kleiner und effizienter Batterien und lebensechte Materialien, die mehr echten Haut ähneln werden. Es ist eine spannende Zeit für das Feld mit vielen Entwicklungen am Horizont.

Ravinder Dahiya funktioniert bei der University of Glasgow, UK. Er wird aus Engineering und Physical Sciences Research Council, der Royal Society und der Europäischen Kommission gefördert.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf das Gespräch. Lesen Sie die