«Электронные усы» из углеродных нанотрубок помогут улучшить кожу роботов

На эксперименте массив из семи

На эксперименте массив из семи "электронных усов" был использован для отображении окружающего воздушного потока. (кликните картинку для увеличения)

11.02.2014 (14:24)
Просмотров: 1678
Рейтинг: 0.00
Голосов: 0

Теги:
серебро, нанотрубка, наночастица, усы, углерод, робот, сенсор,
Технология >> Нанотехнология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Исследователи из США предложили конструкцию высокочувствительных легких «электронных усов» из композитных пленок, содержащих углеродные нанотрубки и серебряные наночастицы. «Электронные усы» позволяют обнаруживать легкие прикосновения или даже слабый ветерок. Подобные сенсоры являются первыми в своем роде, поскольку предыдущие подобные устройства создавались с использованием громоздких для монтажа на микро- и миллиметровых волокнах датчиков крутящего момента и силы. В перспективе подобные структуры могут размещаться на «коже» роботов, а также на иных устройствах, взаимодействующих с человеком.

Животные используют свои усы или волоски на теле для обнаружения ветра и движения вдоль препятствий. Новые «электронные усы», созданные командой из University of California (США) могут намного превзойти свои природные аналоги с точки зрения размера и веса.

Исследователи изготовили первые образцы, нанося композитные пленки, содержащие углеродные нанотрубки и наночастицы серебра, на длинные эластичные волокна из полимера. «Паста» из углеродных нанотрубок в такой структуре образует проводящую сеть, которая может сгибаться и разгибаться без повреждений. При этом наночастицы серебра дополнительно увеличивают проводимость композита, делая его одновременно очень чувствительным к деформациям. Когда созданные таким образом «электронные усы» обнаруживают легкое прикосновение или незначительный ветерок, они деформируются, а их сопротивление резко меняется. Созданные учеными структуры чувствительны к изменениям давления всего на 8% - это самый высокий показатель, зарегистрированный на сегодняшний день для подобных тактильных датчиков.

Стоит отметить, что конкретные свойства состава могут легко настраиваться, путем изменения соотношения количества углеродных нанотрубок и серебряных наночастиц в композите.

Ученые считают, что их разработка поможет усовершенствовать современную робототехнику. При установке в массивы подобные электронные усы могут размещаться на всей поверхности электронной кожи, так что роботы будут способны лучше ориентироваться в пространстве. Кроме того, «электронные усы» смогут использоваться в областях взаимодействия человека с машиной. В будущем они могут найти применение даже в некоторых медицинских устройствах, в частности, контролирующих сердцебиение и кровяное давление.

В настоящее время группа занята поиском методики производства, основанной на различных технологиях печати, которая позволит создавать «электронные усы» в коммерческих масштабах.

В перспективе структуры, подобные описанным «электронным усам», т.е. имитирующие реально существующие биологические системы, могли бы помочь в развитии так называемой «умной интерактивной электроники», взаимодействующей с человеком. Исследователям из других групп уже удалось создать элементарную электронную кожу и так называемые электронные глаза на гибких электронных подложках, так что самые обыкновенные поверхности теперь могут «чувствовать» и «видеть» свое окружение. А «электронные усы» - это еще один важный класс датчиков, способный осуществлять мониторинг окружающего воздушного потока, а также отслеживать прикосновения. Теоретически они даже могут способствовать созданию пространственной карты близлежащих объектов - это свойство, определенно, поможет улучшить работу роботов будущего.

Подробное описание работы ученых опубликовано в журнале PNAS.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное





Rambler's Top100