Un equipo de investigación internacional ha desarrollado sensores de "piel electrónica" capaces de imitar el proceso dinámico del movimiento humano. Este trabajo podría ayudar a las personas gravemente heridas, como los soldados, a recuperar la capacidad de controlar sus movimientos y contribuir al desarrollode robótica inteligente, según Huanyu "Larry" Cheng, Dorothy Quiggle Early Career Professor en el Departamento de Ciencias de la Ingeniería y Mecánica de Penn State.
Cheng e investigadores colaboradores con sede en China publicaron su trabajo en una edición reciente de nano energía .
"La piel de la mano humana es asombrosa, eso es lo que intentamos imitar", dijo Cheng. "¿Cómo capturamos la textura y la fuerza? ¿Qué hay de los años de evolución que produjeron la impresionante sensibilidad de la yema del dedo?estamos intentando reproducir este proceso biológico y dinámico para permitir que los objetos se comporten de manera similar a la mano humana ".
El sensor de modo dual mide tanto la magnitud como la carga del movimiento, como el esfuerzo de balanceo de una raqueta de tenis, así como la velocidad, la duración y la dirección. El truco consistía en desacoplar esta medición y comprender cómo los parámetros separados influyen en cadaotro.
Por ejemplo, hacer rebotar una pelota de tenis suavemente sobre una raqueta requiere una entrada diferente a la de servir una pelota a un oponente. Esas mismas variables entran en juego cuando una persona con un brazo protésico necesita diferenciar entre tocar un huevo o llevar una sandía.
"Podemos aplicar estos sensores para ayudar a las personas a capturar la magnitud de presionar, doblar y más", dijo Cheng. "También podemos usar estos sensores en robótica suave para manipular objetos delicados, como pescar un pez o incluso en un desastrecuando pueden necesitar arrastrarse por espacios irregulares y mover escombros ".
Los datos están informados por la sinergia creada entre las señales piezoeléctricas y piezorresistivas, según Cheng. Las señales piezoeléctricas miden la fuerza exterior, como la presión, para crear carga eléctrica, mientras que las señales piezorresistivas mitigan la corriente. Los sensores de modo dual sonintercaladas entre sí, con dos capas internas de microestructuras en forma de pirámide enfrentadas. Las microestructuras miden las mediciones de magnitud y duración de la capa piezorresistiva y la velocidad de carga dinámica y la dirección de la capa piezoeléctrica. Este efecto sinérgico permite una alta sensibilidad en un ampliorango de presión y frecuencia, lo que significa que los investigadores pueden medir con precisión la fuerza y la flexibilidad necesarias para imitar movimientos específicos.
"Combinamos lo mejor de los mejores modelos y sensores para crear algo nuevo", dijo Cheng.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Penn State . Original escrito por Ashley J. WennersHerron. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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