Mittwoch, Februar 8, 2023
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Die künstliche Haut kann Objekte in der Nähe erkennen, ohne sie zu berühren

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Eine Haut, die durch zwei Elektrodenschichten um einen mit Ionen infundierten Schwamm gebildet wird, ist empfindlicher als die menschliche Haut, da sie Objekte in der Nähe und deren Beschaffenheit erkennen kann

Eine künstliche Haut ist sogar besser als die menschliche Haut, wenn es darum geht, Objekte zu erkennen, weil sie Objekte erkennen und identifizieren kann, die sie noch nicht berührt hat.

„Menschliche Haut muss etwas berühren, um ihr zu sagen, was da ist“, sagt Yifan Wang von der Nanyang Technological University in Singapur. „Die menschliche Haut kann nur die Weichheit oder Härte eines Objekts erkennen. Wir wollten, dass unser Kunstleder mehr Funktionen hat.“

Selbst ohne ein Objekt zu berühren, können Wang und die künstliche Haut ihrer Kollegen spüren, wenn sie sich in der Nähe befinden, und können sogar einige Hinweise auf die Art des Materials erkennen, aus dem sie besteht. „Wir können feststellen, ob es sich um ein Stück Metall, Plastik … oder irgendein biologisches Material handelt“, sagt er.

Die Haut besteht aus zwei äußeren Schichten aus nickelbeschichtetem leitfähigem Gewebe, die als Elektroden fungieren. Diese umgeben einen porösen Schwamm, der mit ionischer Flüssigkeit getränkt ist, einem flüssigen Salz, das als Stromleitung dient. Die beiden Schichten wirken wie ein Kondensator und speichern elektrische Energie in einem elektrischen Feld.

Die Haut, mit der das Kupferband erkannt wurde

Die künstliche Haut, die an einer Roboterhand verwendet wird, um aus der Ferne zu spüren, dass dieses Kupferband aus Metall ist

Wang, H. L. et al. Piccolo, DOI: 10.1002/klein.202206830

Die Ionen im Schwamm erhöhen die Leistung des Kondensators, der effektiv misst, wie stark sich der Abstand zwischen den beiden Elektrodenschichten ändert. Diese Fähigkeit, kleine Bewegungen zu erkennen, ist das Herzstück dafür, wie künstliche Haut erkennen kann, dass sie etwas berührt hat.

Die Sensorleistung des Kondensators, die laut Wang zwischen 10 und 100 Mal empfindlicher ist als ein Standardkondensator, bedeutet, dass er auch sehr kleine Änderungen im elektrischen Feld um die Haut herum erkennen kann, wodurch er erkennen kann, ob Objekte benachbart sind. Darüber hinaus können ihm diese subtilen Änderungen helfen, die Art des Materials zu identifizieren, aus dem ein Objekt in der Nähe besteht.

In Tests war der Skin in der Lage, eine Reihe von angenäherten Objekten wie Polymere, Metall oder Haut erfolgreich zu erkennen und zu klassifizieren, was durch spezifische Änderungen in den Kondensatormessungen angezeigt wurde.

„Der Prozess ist relativ einfach. Wenn sich die Komponente dem Kontakt nähert, tritt sie in die elektrischen Feldkanten der kapazitiven Struktur ein“, sagt Jonathan Aitken von der University of Sheffield, UK. „Es gibt mehrere interessante Zukunftspfade“, sagt er, aber im Moment verlässt sich die Haut auf die maschinelle Bearbeitung Lerntechniken, um zu identifizieren, wie das Sensorobjekt im Vergleich zu Daten bekannter Materialien abschneidet.

Wang glaubt, dass die Haut auf einem Roboterfinger funktionieren könnte, damit Fabrikroboter besser verstehen können, welche Gegenstände sie aufnehmen und welche sie verlassen müssen, ohne sie greifen zu müssen, und dass sie für die Prothetik nützlich sein könnte.

Abgel T
Abgel T
Ich arbeite seit ca. 3 Jahren als Redakteurin in Bereichen wie Politik und Sport. Sie können an theaktuellenews@hotmail.com schreiben, um mich zu erreichen.
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