Neues Material ist empfindlich wie menschliche Haut

Wissenschaftler arbeiten an einem Tastsensor, die eines Tages eine menschliche Note zu Roboterhände verleihen könnte. Der neue Sensor reagiert auf Druck und Textur mit einer Sensibilität und räumliche Auflösung vergleichbar mit menschlichen Fingern.

Das Gerät erstellt von Vivek Maheshwari und Ravi Saraf an der University of Nebraska, ist detailliert in der 9. Ausgabe der Zeitschrift Science.

Der Sensor ist ein Film aus gestapelten Schichten von halbleitenden Nanopartikel, die durch Schichten aus einem nichtleitenden Material getrennt sind. Beim Druck auf den Film ausgeübt wird, sind die Schichten zusammengepresst. Dadurch wird Licht und ein elektrischer Strom, der gemessen werden kann; die Menge an Licht und Strom emittiert hängt der Druck angewendet.

In einer Demonstration die Forscher einen Pfennig in der sensorischen Film gepresst. Nadelstiche des Lichts in der Form und Gliederung von Präsident Lincoln Kleidung erschienen auf den Film und die Buchstaben "TY" in "Freiheit" auf der Münze heraus gemacht werden könnte. Die leuchtende Umriss war von einer Kamera erfasst und dann in einen Computer eingegeben.

Der neue Sensor auch bedienen kann in einem alternativen Modus nicht verlangen, dass eine Kamera und die ebenso sensibel, sagte Saraf.

Besser als andere Sensoren

Die Robot-Systeme im Einsatz haben heute sogenannte binäre Touchsensoren, die nur sagen können, ob etwas zu oder nicht berühren ist. Forscher haben erweiterte Sensoren erstellt, aber sie haben entweder schwierig herzustellen, sind zu empfindlich, um reale Abnutzung und Verschleiß oder zu teuer, um in großen Mengen produzieren zu widerstehen.

"Wenn Sie eine elektronische Haut machen möchten, Sie müssen herausfinden, wie man es in weiten Teilen zu machen, denn einen Zentimeter Platz nicht gut genug," sagte Saraf in einem Telefoninterview. "Unser Gerät können Sie es über ein Planquadrat machen."

Der neue Sensor potenziell alle alten Probleme überwindet und hat ein paar zusätzliche Vorteile zu booten, Saraf und Kollegen sagen.

Für eine Sache hat es eine feineren räumliche Auflösung als andere Sensoren. Wo andere Sensoren verfügen über eine maximale Auflösung von etwa 2 Millimeter (weniger als ein Zehntel Zoll), kann der neue Sensor Objekte ausmachen, die nur ein paar Dutzend Mikrometer breit sind. 1 Mikron entspricht 0,001 Millimeter.

Die feinere Auflösung wirft einige interessanten Möglichkeiten für zukünftige Anwendungen, sagte Saraf.

Robo-Chirurgen und Krebs Detektoren

Der neue Sensor wäre besonders nützlich in der Medizin, wo Roboter bereits routinemäßig in minimal-invasiven Operationen eingesetzt. Roboter-Chirurgen, die "wie Menschen fühlen konnte" würde möglicherweise noch effektiver.

Die Forscher haben auch ein Patent für eine noch ehrgeizigere Verwendung ihrer Technologie eingereicht.

"Die Auflösung der Sensoren ist etwa 10 bis 40 µm. Nun, die menschliche Zelle ist etwa 10 µm,"Saraf sagte LiveScience. "Wenn Sie sich, eine Gewebe vorstellen, in der bestimmte Zellen bösartig sind, und wenn Sie sich vorstellen, dass Krebszellen eine andere Textur als normale Zellen haben, man konnte die Krebszellen spüren."

Saraf sieht eine Zukunft, in der Chirurgen für Krebs testen konnte, selbst als sie tätig sind, indem ein Stück biopsiert Gewebe auf ein Sensor ausgestatteten Blatt des Glases.

"sie könnten bestimmen, welche Richtung sie schneiden müssen, ob sie genug geschnitten habe oder ob sie mehr schneiden müssen," sagte Saraf.

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