Kulit elektronik yang bisa terasa
Electronics

Kulit elektronik yang bisa terasa


Kredit: Universitas Sains & Teknologi Pohang (POSTECH)

Bagaimana jika kita tidak memiliki kulit? Kami tidak akan memiliki indra peraba, tidak ada deteksi rasa dingin atau sakit, membuat kami tidak dapat menanggapi sebagian besar situasi. Kulit bukan hanya cangkang pelindung organ, tetapi lebih merupakan sistem sinyal untuk kelangsungan hidup yang memberikan informasi tentang rangsangan atau suhu eksternal, atau observatorium meteorologi yang melaporkan cuaca. Reseptor taktil, dikemas rapat di seluruh kulit, merasakan suhu atau rangsangan mekanis — seperti menyentuh atau mencubit — dan mengubahnya menjadi sinyal listrik ke otak.

Tantangan bagi kulit elektronik, yang sedang dikembangkan untuk digunakan pada kulit buatan atau robot mirip manusia seperti humanoid, adalah merasakan suhu dan gerakan seperti kulit manusia merasakannya sebanyak mungkin. Selama ini terdapat skin elektronik yang dapat mendeteksi pergerakan atau suhu secara terpisah, namun tidak ada yang mampu mengenali keduanya secara bersamaan seperti halnya kulit manusia.

Tim peneliti gabungan yang terdiri dari profesor POSTECH Unyong Jeong dan Dr. Insang You dari Departemen Ilmu dan Teknik Material, dan Profesor Zhenan Bao dari Universitas Stanford telah bersama-sama mengembangkan kulit ion-elektronik multimodal yang dapat mengukur suhu dan stimulasi mekanis secara bersamaan. waktu. Hasil penelitian yang dipublikasikan pada edisi 20 November Ilmu, dicirikan dengan membuat struktur yang sangat sederhana dengan menerapkan sifat khusus dari konduktor ion.

Terdapat berbagai reseptor taktil pada kulit manusia yang dapat mendeteksi suhu panas atau dingin serta sensasi sentuhan lainnya seperti mencubit, memutar, atau mendorong. Melalui reseptor tersebut, manusia dapat membedakan antara rangsangan mekanis dan suhu. Kulit elektronik konvensional yang dibuat sejauh ini memiliki kesulitan dalam mengukur suhu jika rangsangan mekanis diterapkan pada kulit.

Kulit manusia bebas merenggang namun tidak bisa pecah karena penuh dengan elektrolit, sehingga tim peneliti gabungan membuat sensor menggunakan bahan tersebut. Mereka juga memanfaatkan fakta bahwa bahan konduktor ion yang mengandung elektrolit dapat memiliki sifat terukur yang berbeda sesuai dengan frekuensi pengukurannya. Berdasarkan temuan baru, reseptor buatan multifungsi diciptakan yang dapat mengukur sensasi sentuhan dan suhu pada saat yang bersamaan.

Lebih mirip kulit elektronik yang bisa terasa

Setelah memasang sensor, perubahan suhu kulit ion-elektronik sebelum dan sesudah minum minuman beralkohol diukur dengan kamera IR. Kulit ion-elektronik secara akurat mengenali suhu tubuh terlepas dari pergerakan leher. Kredit: POSTECH

Selain itu, tim peneliti memperoleh variabel — waktu relaksasi muatan dan kapasitansi yang dinormalisasi — yang hanya merespons suhu di konduktor ion dan variabel yang hanya merespons rangsangan mekanis. Keluaran variabel dapat diperoleh dengan mengukur hanya pada dua frekuensi pengukuran. Waktu relaksasi muatan, yang merupakan waktu yang diperlukan agar polarisasi ion menghilang, dapat mengukur suhu dan tidak merespons gerakan, dan kapasitansi yang dinormalisasi dapat mengukur gerakan tanpa merespons suhu.

Reseptor buatan dengan struktur elektroda-elektrolit-elektroda sederhana ini memiliki potensi komersialisasi yang besar dan secara akurat mengukur suhu objek yang diterapkan serta profil arah atau regangan pada rangsangan eksternal seperti meremas, mencubit, menyebarkan dan memutar.

Kulit ion-elektronik multimodal, yang dapat diregangkan atau dimodifikasi dengan bebas tetapi juga dapat mendeteksi suhu, diantisipasi dapat diterapkan pada sensor suhu yang dapat dikenakan atau pada kulit robot untuk robot yang mirip manusia.

“Saat jari telunjuk menyentuh kulit elektronik, kulit elektronik mendeteksi kontak sebagai perubahan suhu, dan ketika jari mendorong kulit, bagian belakang area kontak meregang dan mengenalinya sebagai gerakan,” jelas Dr. Insang You dari POSTECH siapa penulis pertama makalah ini. “Saya menduga bahwa mekanisme ini adalah salah satu cara kulit manusia yang sebenarnya mengenali rangsangan yang berbeda seperti suhu dan gerakan.”

“Studi ini adalah langkah pertama dalam membuka pintu untuk penelitian kulit elektronik multimodal menggunakan elektrolit,” kata Profesor Unyong Jeong dari POSTECH dan penulis terkait. “Tujuan akhir dari penelitian ini adalah untuk menciptakan kulit ion-elektronik buatan yang mensimulasikan reseptor taktil manusia dan neurotransmiter, yang akan membantu memulihkan indera peraba pada pasien yang kehilangan sensasi sentuhan karena sakit atau kecelakaan.”


Sensor sentuhan berlapis semprot pada permukaan 3-D untuk kulit robot


Informasi lebih lanjut:
Insang You et al, Reseptor multimodal buatan berdasarkan dinamika relaksasi ion, Ilmu (2020). DOI: 10.1126 / science.aba5132

Disediakan oleh Universitas Sains & Teknologi Pohang

Kutipan: Lebih mirip kulit: Kulit elektronik yang terasa (2020, 24 November) diakses 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-11-skin-like-electronic-skin.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel Hongkong