Stworzona przez naturę ludzka skóra wykazuje potężne możliwości sensoryczne, nad którymi naukowcy pracowali od bardzo dawna. Jednak dla współczesnych technologii odtworzenie przestrzennego układu złożonej mikrostruktury 3D ludzkiej skóry stanowi wyzwanie.

Zespół badawczy kierowany przez profesora Yihui Zhanga z Uniwersytetu Tsinghua opracował trójwymiarową elektroniczną powłokę, która naśladuje ludzkie mechanosensacje w celu całkowicie oddzielonego wykrywania siły normalnej, siły ścinającej i odkształcenia.

Ich ustalenia zostały opublikowane w Nauka.

Nauczona przez naturę

Zainspirowani ludzką skórą, stworzyli trójwymiarową elektroniczną skórę z komponentami wykrywającymi siłę i naprężenie ułożonymi w układzie 3D, który naśladuje komórki Merkel i zakończenia Ruffiniego w ludzkiej skórze.

Ten 3DAE-Skin wykazuje doskonałe parametry wykrywania oddzielonej siły normalnej, siły ścinającej i odkształcenia. Jest to pierwszy w swoim rodzaju element wykrywający siłę i naprężenie ułożony w układzie 3D naśladującym wolno dostosowujące się mechanoreceptory w ludzkiej skórze.

Zaczarowana sztuczną inteligencją

Przy pomocy sztucznej inteligencji opracowali system dotykowy umożliwiający jednoczesne pomiary modułu/krzywizny obiektu za pomocą dotyku. Pokazy obejmują szybkie pomiary modułu owoców, chleba i ciast o różnych kształtach i stopniach świeżości.

Powstała technologia zapewnia możliwość szybkiego pomiaru współczynnika tarcia i modułu obiektu o różnorodnych kształtach, mając potencjalne zastosowanie m.in. w ocenie świeżości, diagnostyce biomedycznej, robotach humanoidalnych, systemach protetycznych.

Badania Zhanga przeprowadzono we współpracy z kolegami z Laboratorium Mechaniki Stosowanej Uniwersytetu Tsinghua, Wydziału Mechaniki Inżynierskiej i Laboratorium Technologii Elastycznej Elektroniki.