3d-надрукована “біонічна шкіра” може надати роботам відчуття дотику

Новини та проекти
Єдиний у своєму роді 3d-принтер, побудований в Університеті Міннесоти, може друкувати сенсорні датчики безпосередньо на руці моделі

Дослідники-інженери з Університету Міннесоти розробили революційний спосіб 3d-друку гнучких електронних сенсорних пристроїв, які дозволять роботам відчувати навколишнє середовище. Це відкриття є також важливим зрушенням у друку електроніки на справжній людській шкірі.

Результати дослідження будуть опубліковані у наступному випуску “Advanced Materials”, а поки доступні онлайн.

Розроблений гнучкий електричний матеріал має багато практичних застосувань. Нанесення цього типу “біонічної шкіри” на хірургічних роботів надасть їм можливість справді відчувати під час агресивних хірургічних втручань. Це зробить проведення операцій легшим, ніж зараз, коли застосовуються камери. Ці датчики також можуть спростити іншим роботам ходьбу та взаємодію з навколишнім середовищем,

зазначає Майкл МакЕлпайн, доцент машинобудування та провідний дослідник Університету Міннесоти.

3д печать бионической кожи для роботов

МакЕлпайн, який отримав міжнародне визнання в 2013 році завдяки тому, що інтегрував електроніку та нові 3d-надруковані наноматеріали, щоб створити «біонічне вухо», переконаний, що нове відкриття також може бути використане для друку електроніки на справжній людській шкірі. Ця остання натільна технологія врешті може бути використана для контролю за станом здоров'я або солдатами для виявлення небезпечних хімічних або вибухових речовин у полі.

У дослідників поки не було досвіду друку на людській шкірі, але їм вже вдалося друкувати на кривій поверхні руки моделі, використовуючи розроблену техніку. Інженери також сполучили друкований пристрій зі шкірою та були здивовані, наскільки він чутливий — достатньо, щоб виявляти пульс у реальному часі.

МакЕлпайн та його команда розробили унікальний чутливий матеріал на єдиному в своєму роді побудованому у лабораторії 3d-принтері. Багатофункціональний принтер має чотири сопла для друку різних спеціалізованих «чорнил», з яких виготовляють шари пристрою.

Базовий шар роблять з силікону, верхні та нижні електроди зі струмопровідних чорнил, датчик тиску у формі котушки. Жертовний шар утримує верхній шар на місці, поки він встановлюється.


Дивно, але всі шари “чорнил”, що використовуються у гнучких сенсорах, можна встановити при кімнатній температурі. Звичайний 3d-друк із застосуванням рідкого пластику занадто гарячий та жорсткий для використання на шкірі. Ці гнучкі 3d-надруковані датчики можуть розтягуватися до втричі більшого розміру.

Це абсолютно новий спосіб наблизитися до 3d-друку електроніки. У нас є багатофункціональний принтер, який може друкувати кілька шарів, щоб зробити гнучкі сенсорні пристрої. Вони відкривають багато можливостей — від моніторингу стану здоров'я до збору енергії для хімічного зондування.

Дослідники говорять, що основна перевага відкриття в тому, що виробництво вбудовано в процес. У більшості досліджень щось виявляється, але потребує додаткового вивчення, на яке можуть піти роки, поки воно стане придатним для застосування. На цей раз виробництво вбудоване прямо в процес і готове для використання вже зараз.

Наступним кроком є перехід до напівпровідникових чорнил та друк на справжньому тілі. Можливості для майбутнього нескінченні.

Дослідження фінансувалося Національним інститутом біомедичної візуалізації та біоінженерії Національного інституту здоров'я. Дослідники використали потужності Університету Міннесоти для тестувань.

Повні результати дослідження 3d-надрукованих гнучких тактильних датчиків на сайті Advanced Materials.

Оригінал публікації

Коментарі 0

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.