اخیرا محققان با استفاده از یک ماده پرینت سهبعدی حساس به میدانهای الکتریکی، حسگر جدیدی ساختهاند که میتواند بدون نیاز به لمس فیزیکی، اجسام را در فاصله 10 سانتیمتری به دقت تشخیص دهد.
به گزارش تکناک، این حسگر لمسی بدون لمس میتواند سطح جدیدی از حساسیت را به رباتهای انسانمانند ارائه دهد.
در چند سال گذشته شاهد پیشرفت قابلتوجهی در تولید وسایل الکترونیکی بودهایم که میتوانند خم شوند، بپیچند و تا شوند که در نتیجه طیف وسیعی از دستگاههای پوشیدنی کاربردی را ایجاد کردند. ادغام حسگرهای لمسی پیشرفته در پوست الکترونیکی انسان با پتانسیل استفاده در رباتیک، سلامت و فناوری، به یک زمینه مهم تبدیل شده است.
پوست الکترونیکی با فناوری حسگر بدون لمس یکپارچه میتواند در کارهای زیادی مفید باشد. برای مثال، با این فناوری امکان تکان دادن انگشت یا اشاره برای راهاندازی نرمافزار، بسیار راحت خواهد بود، بهویژه برای افرادی که نمیتوانند به صورت فیزیکی دستگاهی را در دست بگیرند. همچنین با این حسگر، افراد دارای ناتوانی در بینایی میتوانند با خیال راحت در اطراف با موانع حرکت کنند. البته این قابلیت میتواند به هر دستگاهی که به اینترنت اشیا (IoT) متصل است، گسترش یابد.
اکثر سنسورهای لمسی فعلی به لمس مستقیم یک جسم برای ایجاد تغییر شکل فیزیکی قابل اندازهگیری و نیروی متناظر در حسگر متکی هستند اما بهلطف مطالعه جدید محققان دانشگاه چینگدائو در چین، ممکن است ما یک قدم به سنجش بدون تماس نزدیکتر شده باشیم. محققان یک حسگر لمسی ساختهاند که بسیار حساس است و نیاز به تماس مستقیم بین خود و جسم در حال شناسایی ندارد.
شینین لی، یکی از نویسندگان مربوطه این مطالعه گفت: برای ایجاد حساسیت و تطبیق پذیری بیشتر، ما یک سری فیلمهای کامپوزیتی جدید با خواص الکتریکی شگفتانگیز و بسیار مفید ایجاد کردهایم.
محققان برای ایجاد فیلمهای کامپوزیتی خود، با چاپ سهبعدی مقادیر کمی از نیترید کربن گرافیتی (GCN) را با پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) در یک شبکه ترکیب کردند. در کمال تعجب، آنها به این نتیجه رسیدند که ترکیب این دو ماده با یک ثابت دی الکتریک بالا که معیاری برای ذخیره انرژی الکتریکی در میدان الکتریکی است، منجر به تولید مادهای با ثابت دی الکتریک پایین و بنابراین حسگر حساستر به میدانهای الکتریکی میشود.
محققان با آزمایش قابلیتهای شبکه با استفاده از انگشتان خود به عنوان اشیاء در حال شناسایی، به این نتیجه رسیدند که شبکه، انگشتان را در فاصله 0.5 تا 10 سانتی متری حس میکند و نیازی به لمس فیزیکی ندارد و به وضوح انگشت را بهعنوان یک شی 3 بعدی شناسایی میکند. با آزمایش آن بر روی یک میز دایرهای و یک منشور مثلثی، این حسگر توانست اشکال و حرکات مختلف را به دقت تشخیص دهد.
لی گفت: عملکرد این حسگر از نظر حساسیت، سرعت پاسخ و پایداری قوی در بسیاری از چرخههای استفاده فوقالعاده بود. این امر فرصتهای جدیدی را در زمینه وسایل پوشیدنی و پوست الکترونیکی باز میکند.
محققان پس از عملکرد موفقیتآمیز حسگرهای خود، آنها را در یک برد مدار چاپی ادغام کردند تا یک سیستم یکپارچه ایجاد کنند که قادر به نظارت از راه دور حرکت انسان است. پوست الکترونیکی حاوی حسگرهای جدید به مچ دست چسبانده میشود و از اتصال مداوم با دستگاهی که برای ضبط و انتقال بیسیم شکل سهبعدی اشیا به تلفنهای هوشمند، ساعتهای هوشمند و رایانهها در زمان واقعی با استفاده از فناوری 4G اختصاص داده شده است، اطمینان حاصل میکند.
محققان قصد دارند فناوری سنجش را با هدف تولید انبوه آن اصلاح کنند. همچنین آنها احتمالات فراتر از تشخیص شکل و حرکت را کشف خواهند کرد.
این مطالعه در مجله Science منتشر شد.
