Umělá kůže dává robotické ruce pocit dotyku

Datum 20.01.2018

Tým vědců z univerzity v Houstonu oznámil průlom v roztažitelné elektronice, která může sloužit jako umělá kůže, což robotické ruce umožní rozpoznat rozdíl mezi horkou a chladnou vodou a současně nabízí velké možnosti v oblasti biomedicínských materiálů a zařízení.

Práce publikovaná v odborném časopisu Science Advances popisuje nový mechanismus pro výrobu roztažitelné elektroniky, který je založen na dostupných materiálech a může být rozšířen pro komerční výrobu. Cunjiang Yu, asistent profesora strojírenství Billa D. Cooka, uvedl, že se podařilo vytvořit polovodič v gumovém kompozitním formátu, který je navržen tak, aby umožnil elektronickým komponentům udržet si funkčnost i po roztažení materiálu o 50 procent.

„Jedná se o první polovodič v gumovém kompozitním formátu, který umožňuje roztažení bez zvláštní mechanické struktury” řekl Yu a dodal „tradiční polovodiče jsou křehké a jejich použití v jinak roztažitelných materiálech vyžaduje komplikovaný mechanický systém.

To je jednak mnohem složitější a zároveň méně stabilní model než tento nový objev, a jednak je podstatně dražší. Naše strategie má výhody v jednoduché a škálovatelné výrobě a integraci s vysokou hustotou i velkou tolerancí namáhání. Důležitou roli hraje nízká cena nového materiálu“.

Asistent Yu a zbytek týmu vytvořili elektronickou kůži, kterou použili k prokázání stavu, kdy robotická ruka cítila teplotu horké a ledové vody v šálku. Kůže byla také schopna interpretovat počítačové signály posílané do ruky a reprodukovat tyto signály jako americký znakový jazyk. Umělá kůže je jen jedna z možných využití. Výzkumní pracovníci uvedli, že objev materiálu, který je měkký, ohebný a roztažitelný, bude mít vliv na budoucí vývoj měkké nosené elektroniky včetně monitorů zdraví, lékařských implantátů a rozhraní mezi člověkem a strojem.

Roztažitelný kompozitní polovodič byl připraven pomocí polymeru na bázi křemíku, známého jako polydimethylsiloxan nebo PDMS, a drobných nanovláken. Tato jemná nanovlákna ovlivňují tvrdost materiálu, zpevňují ho zevnitř a slouží k přenosu elektrického proudu jako nanodráty, čímž vznikají specifické cesty pro přenos vzruchů.