Гибкая электронная оболочка для взаимодействия человека с машиной

Кожа человека содержит чувствительные нервные клетки, которые обнаруживают давление, температуру и другие ощущения, которые обеспечивают тактильные взаимодействия с окружающей средой. Чтобы помочь роботам и протезам в достижении этих способностей, ученые пытаются разработать электронную кожу.

Теперь исследователи сообщают о новом методе в ACS Applied Materials & Interfaces, который создает ультратонкую, растягиваемую электронную оболочку, которая может использоваться для различных взаимодействий человека с машиной.

Новые разработки ученых в области искусственной кожи

Электронная кожа может использоваться для многих приложений, включая протезы, носимые мониторы здоровья, робототехнику и виртуальную реальность. Основной проблемой является перенос ультратонких электрических цепей на сложные трехмерные поверхности, а затем сгибание и растяжение электроники , чтобы она могла двигаться.

Некоторые ученые разработали гибкие «электронные татуировки» для этой цели, но их производство обычно медленное, дорогое и требует методов изготовления в чистых комнатах, таких как фотолитография. Махмуд Таваколи, Кармел Маджиди и коллеги хотели разработать быстрый, простой и недорогой метод производства тонкопленочных схем со встроенной микроэлектроникой.

Особенности нового метода изготовления

В новом подходе исследователи нанесли шаблон схемы на лист татуировочной бумаги с помощью обычного настольного лазерного принтера. Затем они покрыли шаблон серебряной пастой, которая наклеивалась только на отпечатанный тонер чернил.

Поверх серебряной пасты команда нанесла жидкий металлический сплав галлий-индий, который увеличил электропроводность и гибкость схемы. Наконец, они добавили внешнюю электронику, такую как микрочипы, с проводящим «клеем», сделанным из вертикально выровненных магнитных частиц, встроенных в гель из поливинилового спирта.

Исследователи перенесли электронную татуировку на различные объекты и продемонстрировали несколько применений нового метода, таких как управление протезом руки робота, мониторинг активности скелетных мышц человека и включение датчиков приближения в трехмерную модель руки. Видео: