پوست الکترونیکی بیشتر مانند پوست که می تواند احساس کند – ScienceDaily


اگر پوست نداشتیم چطور؟ ما حس لامسه نخواهیم داشت ، سرماخوردگی یا درد را تشخیص نخواهیم داد و ما را قادر به واکنش در برابر هر موقعیتی نمی کند. پوست فقط پوسته ای محافظ برای اندام ها نیست ، بلکه یک سیستم سیگنالینگ بقا است که اطلاعات مربوط به محرک های خارجی یا دما یا رصدخانه هواشناسی را که هوا را می خواند ، فراهم می کند. گیرنده های لمسی ، کاملاً بسته بندی شده در پوست ، دما یا محرک های مکانیکی را حس می کنند – مانند لمس یا خرج کردن – و آنها را به سیگنال های الکتریکی به مغز تبدیل می کنند.

چالش پوست الکترونیکی که برای استفاده در چرم مصنوعی یا روبات های انسان نما مانند انسان نما طراحی شده است ، ایجاد احساس درجه حرارت و حرکاتی مانند احساس پوست پوست تا حد ممکن است. تاکنون پوست الکترونیکی وجود دارد که می تواند یک حرکت یا دما را تشخیص دهد ، اما هیچ کس قادر به تشخیص همزمان هر دو پوست پوست نیست.

یک تیم تحقیقاتی مشترک متشکل از پروفسور POSTECH Unyong Jeong و دکتر Insang You از گروه علوم و مهندسی مواد و پروفسور Zhenan Bao از دانشگاه استنفورد به طور مشترک یک پوست یونی-الکترونی چند حالته ایجاد کرده اند که می تواند دما و تحریک مکانیکی را اندازه گیری کند. همزمان. نتایج این مطالعه در تاریخ 20 نوامبر در علوم پایه، با استفاده از خصوصیات ویژه رساناهای یونی ، ساخت سازه های بسیار ساده مشخص می شوند.

گیرنده های لمسی مختلفی در پوست انسان وجود دارد که می تواند دمای گرم یا سرد را تشخیص دهد و همچنین سایر احساسات لمسی مانند نیشگون گرفتن ، پیچ خوردن یا فشار دادن را تشخیص می دهد. از طریق این گیرنده ها ، انسان می تواند بین محرک های مکانیکی و دما تفاوت قائل شود. چرم الکترونیکی معمولی که تاکنون تولید شده است ، در صورت اعمال محرکهای مکانیکی روی پوست ، با خطاهای زیادی در اندازه گیری دما روبرو بود.

پوست انسان آزادانه قابل کشش است اما نشکن است زیرا پر از الکترولیت است ، بنابراین تیم تحقیقاتی مشترک حسگر را با استفاده از آنها ساختند. آنها همچنین از این واقعیت استفاده کردند که ماده رسانای یونی حاوی الکترولیت ممکن است با توجه به فرکانس اندازه گیری ، خواص قابل اندازه گیری متفاوتی داشته باشد. بر اساس کشف جدید ، یک گیرنده مصنوعی چند منظوره ایجاد شده است که می تواند هم احساس لمسی و هم دما را اندازه گیری کند.

علاوه بر این ، تیم تحقیقاتی متغیرهایی – زمان آرامش شارژ و ظرفیت نرمال شده – بدست می آورند که فقط به دما در هادی های یونی و متغیرهایی پاسخ می دهند که فقط به محرک های مکانیکی پاسخ می دهند. خروجی متغیرها را فقط با اندازه گیری دو فرکانس اندازه گیری می توان بدست آورد. زمان آرامش شارژ ، یعنی زمان لازم برای از بین رفتن قطبش یونها ، می تواند دما را اندازه گیری کند و به حرکات واکنشی نشان ندهد و ظرفیت نرمال شده می تواند حرکات را بدون واکنش به دما اندازه گیری کند.

این گیرنده مصنوعی با ساختار ساده الکترود – الکترولیت – الکترود پتانسیل زیادی برای تجاری سازی دارد و درجه حرارت جسم اعمال شده و همچنین جهت یا مشخصات تغییر شکل تحت محرک های خارجی مانند فشار دادن ، فشار دادن ، انتشار و پیچش را با دقت اندازه گیری می کند.

پیش بینی می شود که پوست چند حالته یونی-الکترونیکی ، که به راحتی قابل کشش یا اصلاح است اما می تواند دما را نیز تشخیص دهد ، در سنسورهای دما پوشیدنی یا پوست ربات ها برای ربات های انسانی مانند انسان نماها قابل استفاده است.

دکتر Insang You از POSTECH ، اولین نویسنده ، توضیح داد: “هنگامی که انگشت اشاره به یک پوست الکترونیکی برخورد می کند ، پوست الکترونیکی تماس را به عنوان تغییر دما تشخیص می دهد و هنگامی که انگشت پوست را هل می دهد ، پشت ناحیه تماس کشیده شده و حرکت را تشخیص می دهد.” “من گمان می کنم که این مکانیسم یکی از راه هایی است که پوست واقعی انسان محرک های مختلف مانند دما و حرکت را تشخیص می دهد.”

پروفسور Unyong Jeong از POSTECH و نویسنده این مقاله گفت: “این مطالعه اولین گام در گشودن دریچه آزمایش الکترونیکی پوست چند حالته با استفاده از الکترولیت است.” وی گفت: “هدف نهایی این مطالعه ایجاد پوست یونی-الکترونی مصنوعی است كه گیرنده های لمسی و انتقال دهنده های عصبی انسان را شبیه سازی كند ، كه به شما در ترمیم حس لامسه در بیمارانی كه به دلیل بیماری یا تصادف احساس لامسه خود را از دست داده اند ، كمك می كند.”

این مطالعه با حمایت پروژه Global Frontier و وزارت علوم و برنامه شغلی میان دوره ای ICT و برنامه توسعه فناوری استراتژیک صنعتی وزارت بازرگانی ، صنعت و انرژی کره صورت گرفت.


منبع: packge-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>