TSUKUBA, Japan, 27 februari 2024 – (ACN Newswire) – Een radicaal nieuw type aanraaksensor voor robotica en andere bio-nabootsende (bionische) toepassingen is zo gevoelig dat hij zelfs werkt zonder direct contact tussen de sensor en de gedetecteerde objecten. Het detecteert interferentie in het elektrische veld tussen een object en de sensor, tot op 100 millimeter van het object. De onderzoekers van de Qingdao Universiteit in China, met medewerkers elders in China en Zuid-Korea, beschrijven hun innovatie in het tijdschrift Science and Technology of Advanced Materials.
Elektronische skins zijn een cruciaal element geworden in bionische robots, waardoor ze externe stimuli snel kunnen detecteren en erop kunnen reageren. Hierdoor kunnen robotsystemen de vorm van een object analyseren en, indien nodig, ook oppakken en manipuleren.
De sensoren in de meeste huidige systemen zijn afhankelijk van directe aanraking, waardoor een fysieke vervorming van een contactlaag ontstaat, wat leidt tot veranderingen in de elektrische capaciteit. Helaas beperkt de uniformiteit van de reactie op verschillende regio's de gevoeligheid en de algehele mogelijkheden van dergelijke systemen.
“Om een grotere gevoeligheid en veelzijdigheid te bewerkstelligen hebben we nieuwe composietfilms ontwikkeld met verrassende en zeer nuttige elektrische eigenschappen”, zegt Xinlin Li van het team van de Qingdao Universiteit.
Het meest verrassende aspect kwam toen de onderzoekers twee materialen combineerden met een hoge diëlektrische constante – een maatstaf voor hun reactie op elektrische velden. Deze composiet had een onverwacht lage diëlektrische constante, een contra-intuïtief resultaat dat bij uitstek geschikt is om een sensor te maken die gevoeliger is voor elektrische velden.
Het composiet bestaat uit kleine hoeveelheden grafietkoolstofnitride toegevoegd aan polydimethylsiloxaan. Het kan worden gemaakt en verwerkt via een specifieke 3D-printmethode, genaamd dispensingprinten, die nauwkeurige controle biedt over de structuur en het patroon van de geprinte hoogviskeuze inkt. Het team gebruikte dit om een raster te maken dat objecten kon waarnemen op een afstand van 5 tot 100 millimeter van het oppervlak van het object. Ze testten de mogelijkheden van het raster door de vingers van de onderzoekers te gebruiken terwijl de objecten werden gedetecteerd, terwijl ze dicht bij het raster naderden, maar zonder daadwerkelijk contact te maken.
"De prestaties waren uitstekend, in termen van gevoeligheid, reactiesnelheid en robuuste stabiliteit gedurende vele gebruikscycli", zegt Li. “Dit opent nieuwe mogelijkheden op het gebied van draagbare objecten en elektronische huid.” Ze voegt eraan toe dat het geschikt is voor het maken van de fysiek flexibele sensoren die nodig zijn voor draagbare technologieën. Deze kunnen worden toegepast voor medische monitoring, of voor algemenere toepassingen in het zich snel ontwikkelende 'internet of things' (IoT), waarbij een grote verscheidenheid aan apparaten op afstand kan worden bediend.
Door het detectierooster in een printplaat te integreren, konden de gegevens die het verzamelt, worden verzonden via de 4G-netwerken die veel worden gebruikt door mobiele telefoons.
Het team is nu van plan de technologie te verfijnen met het oog op de geschiktheid ervan voor massaproductie. Ze willen ook verdere mogelijkheden verkennen die verder gaan dan alleen het detecteren van vorm en beweging.
Verschillende eenheden in de sensorarray hebben bijvoorbeeld de mogelijkheid om sequentieel te reageren, wat de mogelijkheid biedt om mens-computerinteractie te realiseren, zoals gebarenherkenning. De prestaties van de sensoren in het contact- en contactloze systeem weerspiegelen ook het potentieel ervan op het gebied van menselijke bewegingsdetectie, zoals het vermijden van obstakels en loopmonitoring, die kunnen worden toegepast in intelligente medische zorg.
Nadere inlichtingen
Xinlin Li
Qingdao Universiteit
E-mail: xinlin0618@163.com
Papier: https://doi.org/10.1080/14686996.2024.2311635
Over wetenschap en technologie van geavanceerde materialen (STAM)
Open access tijdschrift STAM publiceert uitstekende onderzoeksartikelen over alle aspecten van de materiaalkunde, inclusief functionele en structurele materialen, theoretische analyses en eigenschappen van materialen. https://www.tandfonline.com/STAM
Dr. Yasufumi Nakamichi
STAM Publishing Directeur
E-mail: NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp
Foto's en afbeeldingen
Persbericht verspreid door Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.
Onderwerp: samenvatting van het persbericht
Bron: Wetenschap en technologie van geavanceerde materialen
Sectoren: Telecommunicatie, 5G, Elektronica, Wetenschap en nanotechnologie
https://www.acnnewswire.com
Van het Asia Corporate News Network
Copyright © 2024 ACN Newswire. Alle rechten voorbehouden. Een divisie van Asia Corporate News Network.
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
- PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
- Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
- Bron: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/89222/
