Самодостаточная электронная кожа
В Шотландии разработали новый тип синтетической кожи, генерирующей энергию. Её можно использовать для создания бионических протезов и роботов, способных имитировать осязание.
Возможности электронной кожи продемонстрированы на примере роботизированной руки, которая способна к тактильным взаимодействиям с объектами без использования отдельных сенсорных датчиков и элементов питания.
В её полимерную поверхность встроены фотоэлектрические ячейки двойного назначения. Одни из них выполняют роль сенсоров, а другие одновременно генерируют электрический ток для их питания.
При ярком свете вырабатываемой энергии хватает даже для питания микроприводов, управляющих движениями кисти.
Массив ячеек работает как группа датчиков приближения. Любой предмет экранирует свет тем сильнее, чем ближе к нему находишься. По мере сокращения расстояния до объекта растёт его угловой размер и площадь затенения.
Иными словами, в процессе приближения к объекту падает количество энергии, генерируемой группой ячеек. Свет становится всё тусклее, а в момент касания падает до нуля в точках соприкосновения.
Интерпретируя уровни мощности каждой ячейки, процессор электронной кожи определяет не только расстояние до объекта, но и его форму.
Более точный результат получается в том случае, если задействовать набор ИК-светодиодов с малым углом рассеивания, встроенных между фотоэлементами. Измеряя время между световым импульсом и регистрацией отражённого сигнала, процессор уточняет расстояние до объекта.
Объединение информации, полученной от солнечных элементов и светодиодов, позволяет определять все необходимые характеристики: близость предмета, его положение в пространстве и форму краёв.
Работа выполнена группой исследователей отдела гибкой электроники и сенсорных технологий (BEST) Университета Глазго, возглавляемой профессором Равиндером Дахия. Результаты опубликованы в журнале IEEE Transactions on Robotics.
Видео: YouTube Источник: IEEE Xplore