Ученые из Хемница и Дрездена (Германия) разработали электронную кожу с искусственными волосками. Новая система имитирует чувствительность кожи человека, а применяться она может как для замены поврежденной кожи, так и создания покрытия для роботов-андроидов.
Волоски на коже помогают нам распознавать и предугадывать направление прикосновения и тактильные ощущения. Но искусственная кожа лишена такой возможности.
Группа исследователей создала чрезвычайно чувствительные 3D-датчики магнитного поля, которые использовали для системы электронной кожи.
Их подход позволил создать компактно-расположенные сенсорные элементы, которые можно производить серийно. Ранее такие элементы невозможно было создать с помощью современных методов изготовления микроэлектроники.
Ядром системы стал датчик анизотропного магнитосопротивления (AMR). Он предназначен для детектирования магнитных полей, например, в датчиках скорости автомобилей. Чтобы компактно разместить датчики, исследователи использовали «процесс микрооригами», что позволяет объединять большое количество AMR в 3D-структуры, создающие магнитное поле в трех измерениях.
Затем датчики объединяют в единую активную матрицу, где данные от каждого отдельного элемента можно считывать при помощи микроэлектроники.
Исследователи совместили магнитные 3D-датчики с тонкими волосками на коже из эластомерного материала. Когда эти волоски изгибаются от соприкосновения, положение магнитного корня обнаруживается датчиками. Так вся система способна регистрировать прикосновения и определять направление. Практически, каждый волосок на такой коже является полноценным сенсорным блоком.
Такая разработка может применяться при взаимодействии человека и робота. Например, робот может распознавать контакт с человеком заранее, реагируя на прикосновение или возможное столкновение в тесном помещении.