据Science Daily 报导,近来以色列理工学院的一个科研团队的研讨人员运用细小的金属粒子和树脂制作出了一种新的柔性传感器。假如科学家们能够将附有新式传感器的电子皮肤运用到义肢上,那么义肢就有或许感觉到周边的环境的改动。这一项新研讨宣告在6月份出书的 ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。
新创造亮点:能够感触温度和湿度改动
电子皮肤,是一种能够让机器人发生触觉的体系,其结构简略,可被加工成各种形状,能像衣服相同附着在设备外表,能够让机器人感知到物体的地址和方位以及硬度等信息。现在电子皮肤首要被运用在各种设备的外表,例如手机、MP3等小型设备的外观装修。在医学方面,电子皮肤则被用于掩盖在义肢外表,可是现在现有的电子皮肤大多只能感触外部压力,对湿度、温度无法进行感应,与实在皮肤距离较大,新式柔性传感器的创造,使电子皮肤具有了感触温度和湿度的才能,其功用向着真实皮肤迈进了一大步。其间纳米资料的运用,也是创造的一大亮点。
这个新创造的最大特色就是传感器能够一起检测到三种数据的改动。现在的电子皮肤只能检测到环境压力的改动,可是这个科研团队的创造能够让电子皮肤在具有触觉的一起也能够感应到湿度和温度的改动,而在此之前,只要真实的皮肤才具有这样的功用。研讨小组的组长Hossam Haick教授这样表明。此外,新的电子皮肤体系关于触碰感应的活络度比现有的电子皮肤高至少10倍。
研讨人员关于柔性传感器的研制一向充溢爱好,但这项技能却无法被真实的运用到实践中。若要被广泛运用,一个柔性传感器有必要满意以下要求:能在低电压(与便携式设备的电池兼容)下运转,能感触较大规模的压力,能一起丈量多个目标例如湿度、温度、压力和化学物质的存在。除此之外,这些传感器还有必要具有快速、简略的生产流程和较为低价的生产成本。
新式皮肤结构及原理
这个研讨团队创造的传感器现已具有了这些质量。奥妙就在于他们所运用的是直径只要5 - 8纳米的单层掩盖纳米粒子。传感器的中心由金制成,外围被一种称为“配体”的起衔接效果的分子围住。事实上,“单层掩盖纳米粒子就像一朵花,黄金或金属纳米粒子是花芯,单层有机配体是花瓣,维护着花芯,” Haick说。
电子皮肤开展大事记
2009年末,飞利浦研讨实验室宣告他们完成了一项新的技能E-skin(电子皮肤),首要用于产品的外观装修。电子皮肤是飞利浦正在进行的电子纸研讨的一部分,运用这项技能能够对各种产品掩盖一层“变色皮肤”。这种电子皮肤能够掩盖在各种设备上,不需要运用背光光源,它能够承受周围环境的光线来完成颜色适配和节能,在户外也能像油漆相同坚持颜色亮堂生动。
2010年,一种能够像人类皮肤相同感知外部压力和传导触觉信号的电子皮肤在美国面世。依托这种“电子皮肤”,机器人不只能感知到物体的地址和方位,还能取得物体的硬度等信息。据介绍,该技能的要害点在于一种被称为QCT的量子地道复合资料。这种资料能对细小的压力和触感进行丈量并经过电阻值的改动反馈给电路,这就好像经过调光开关操控灯泡的亮度相同。与以往类似的资料比较,QCT资料不光能感知物体的硬度还能监测到物体的硬度等级。
2011年,美国斯坦福大学女科学家鲍哲南对人工电子皮肤的研讨再上一层楼,她的研讨团队又为高活络度皮肤增加了通明和可拉伸功用,为人工电子皮肤更挨近人类皮肤赋予重要意义。这种资料由高活络的电子感应器组成,当很多的感应器连成一片时,就构成与人类皮肤类似的薄膜。这种电子皮肤能够感知一只蝴蝶停在上面的压力,能够被广泛用于假肢、机器人、手机和电脑的触摸式显示屏、轿车方向盘和医学等。
电子皮肤的面世是临床医学的福音,一些移植学人士看好这项技能,以为它往后能够运用于皮肤移植,或用于改善没有感知力的假肢。跟着通明和可拉伸电子皮肤的相继呈现,以及与新式生物传感器的结合运用,人工电子皮肤与人类皮肤的功用将越来越挨近。
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