В последние годы медицинские сенсорные технологии достигли больших успехов благодаря разработке носимых устройств, которые могут отслеживать пульс, функцию мозга, биомаркеры пота и многое другое. Однако есть одна большая проблема с существующими носимыми датчиками давления: даже малейшее давление, такое же легкое, как плотная рубашка с длинным рукавом над датчиком, может сбить данные.
Техасские инженеры решили эту проблему, которая доставляет неудобства в течение многих лет. И они сделали это, разработав первый в истории гибридный подход к зондированию, который позволяет устройству обладать свойствами двух преобладающих типов датчиков, используемых сегодня.
«Сфера гибких датчиков давления чрезвычайно переполнена, и через два десятилетия мы столкнулись с узким местом, потому что никто не мог найти компромисс между давлением и чувствительностью», - сказал Наньшу Лу, доцент кафедры аэрокосмической техники и инженерной механики. «Это первый датчик, способный использовать новый гибридный режим, чтобы выдерживать давление без значительного снижения чувствительности».
Сегодня мягкие датчики давления обычно состоят из трех слоев - деформируемого чувствительного слоя, зажатого между парой электродов. Эти датчики обычно делятся на две категории - пьезоемкостные и пьезорезистивные.
Команда Лу использовала электропроводящий и высокопористый нанокомпозит в качестве чувствительного слоя и добавила дополнительный изолирующий слой к датчику, что дало ему новые возможности для обоих типов датчиков. Это новое гибридное зондирование позволяет лучше противостоять давлению.
Типичные датчики испытывают 10-кратное снижение чувствительности при любом давлении. Новый датчик, приложенный ко лбу испытуемого, смог выдержать давление плотно прилегающей к нему гарнитуры виртуальной реальности с минимальной потерей чувствительности. А ведь сейчас давление может не только привести к потере точности многих датчиков, но и вообще снизить возможность получения показаний.
«По мере того, как мы применяем внешнее давление, чувствительность падает, но все еще остается на уровне других датчиков при нулевом давлении», - сказал Лу.
В настоящее время команда Лу работает над тем, чтобы позволить сенсорному материалу обернуть почти любой объект и придать ему чувствительность человеческой кожи. Наиболее очевидное применение - это обертывание рук и пальцев роботов, чтобы дать им возможность распознавать объекты по прикосновению, пишет EurekAlert. Но не только.
«Количество приложений может быть неограниченным, - говорит Лу. «Эластичная электронная кожа может быть обернута вокруг любого объекта».
