Новый тип датчика давления, основанный на освещении, может позволить создавать чувствительные искусственные кожи, чтобы дать роботам лучшее ощущение прикосновения, носимые мониторы кровяного давления для людей и оптически прозрачные сенсорные экраны и устройства.
В журнале Optics Letters, посвященном оптическому обществу (OSA), исследователи сообщают о датчике, который определяет давление, анализируя изменения количества света, проходящего через крошечные туннели, встроенные в полидиметилсилоксаны (PDMS), общий тип силикона. Гибкое, прозрачное устройство чувствительно к равномерному давлению и менее подвержено разрушению по сравнению с предыдущими типами датчиков давления. По словам исследователей, также должно быть целесообразно включить встроенные оптические датчики в большую площадь поверхности.
«Силиконовый лист можно разместить на панелях дисплея, чтобы использовать сенсорные экраны, или их можно обернуть на поверхности роботов в качестве искусственного слоя кожи для тактильных взаимодействий», — говорит Сантак Парк, Научно-исследовательский институт электронных и телекоммуникационных технологий, Тэджон, Южная Корея. «Учитывая, что PDMS является очень известным биосовместимым, нетоксичным материалом, сенсорный лист может даже наноситься на организм человека или внутри него, например, для контроля артериального давления».
Измерение распределения давления по криволинейной поверхности может иметь важное значение в исследовательских областях, таких как аэродинамика и гидродинамика. Парк говорит, что датчики могут быть полезны для изучения воздействия давления на поверхности самолетов, автомобилей и кораблей.
Большинство существующих датчиков давления основаны на электронике. Например, пьезорезистивные датчики, которые часто используются в качестве акселерометров, расходомеров и датчиков давления воздуха, изменяют свое электрическое сопротивление при механической деформации. Проблема с электронными системами заключается в том, что они могут подвергаться электромагнитным помехам от источников питания, расположенных поблизости приборов и заряженных объектов. Они также содержат металлические компоненты, которые могут блокировать свет и подвергаться коррозии.
«Наш подход почти свободен от таких проблем, потому что сенсорное устройство встроено в середину листа из силиконовой резины», — говорит Парк. «По сравнению с электрическими подходами наш оптический подход особенно подходит для приложений, которые используют преимущества большой площади, устойчивость к электромагнитным помехам и высокую визуальную прозрачность».
Устройство работает, измеряя поток света через точно расположенную пару миниатюрных трубок, известных как фотонная туннельно-соединительная решетка. «Чувствительная к давлению фотонная туннельно-соединительная решетка состоит из светопроводящих каналов, где внешнее давление изменяет яркость проходящего через них света», — говорит Парк. «Это похоже на то, как клапан или краны работают на узле раскалывания потока».
Свежие комментарии