Усы могут казаться симпатичным дополнением к домашнему животному, но на самом деле у них очень важная работа, которая помогает животным понять их окружение. Теперь исследователи из Техасского университета в Далласе изучают эти маленькие волосы. По словам Техасского университета, они создали электронные усы, используя полимеры с памятью формы.
По словам исследователей, подобная волосам электроника может помочь в создании электронной кожи человека.
Их вдохновение исходило от тюленей. Джонатан Ридер, ведущий автор исследования, который проводил исследования в Школе инженерии и компьютерных наук Эрика Джонсона, сказал, что тюлени используют свои усы для комплексного восприятия.
«Когда они плывут в воде, их усы действительно ощущают поток воды,», — сказал Ридер. «Проведены испытания, в которых с завязанными глазами тюлень найдет рыбу, плавающую в бассейне, и может фактически отслеживать рыбу в зависимости от турбулентности. Рыба беспокоит воду, вода нарушает усы тюленя, и это дает ему информацию о том, где находится рыба. Это трехмерная структура усов, которая позволяет эти расширенные функции».
Ридер объединил усилия с доктором Вальтером Войтом, адъюнкт-профессором материаловедения и инженерии и машиностроения, и оба начали создавать электронные усы.
Электронные усы были вырезаны из листа полимера с памятью формы, который изменяет гибкость при изменении температуры. При нагревании он становится гибким, но при комнатной температуре он остается жестким. Гибкий датчик деформации затем был сформирован на каждом из усов.
Если исследователи взорвали горячий воздух на дне вырезов, материал стал податливым и мягким. Это привело к тому, что электронные усы стали «живыми» и стали 3D. Когда усы были собраны, исследователи отслеживали каждое положение e-whisker от индуцированных изменений сопротивления датчика деформации.
«На сегодняшний день мы создали самую высокую плотность электронных усов», — сказал Voit. «Когда у вас много таких датчиков, которые можно перетащить поверх поверхности, вы можете использовать их для измерения многих интересных свойств. Наши электронные усы смогли обнаружить силу, давление, близость, температуру, жесткость и топографию. По мере того, как они расчесываются или размахивают различными материалами, они имитируют чувствительные способности кожи человека».
Исследователи сказали, что двумя крупнейшими приложениями для электронных усов будут робототехника и протезирование.
«С помощью электронных усов мы можем увеличить типы информации, которая может быть получена с датчика через поверхность», — сказал Ридер. «В робототехнике электронные усы могут копировать функциональные возможности человеческой кожи, определяя, что жестко и мягко, жарко и холодно, гладко и грубо. Они могут позволить роботу идентифицировать объекты и безопасно взаимодействовать с ними, делая роботов более «дружественными человеку».
Тем не менее, E-усы не могут быть легко интегрированы в протезирование. Ридер сказал, что перевода электронных сигналов на «язык» нервной системы трудно достичь. В конце концов, они надеются, что они смогут как воспроизводить, так и улучшать функции человека через протезирование.
Свежие комментарии