Imitando mãos humanas para fazer sensores melhores

Pesquisadores desenvolveram sensores de “pele eletrônica” capazes de imitar o processo dinâmico do movimento humano. Eles tentaram imitar o processo biológico e dinâmico da pele da mão humana para permitir que os objetos se comportassem de maneira semelhante.

O sensor de modo duplo mede a magnitude e a carga do movimento – como o esforço de balançar uma raquete de tênis – bem como taxa, duração e direção. O truque era desacoplar essa medição e entender como os parâmetros separados influenciam uns aos outros; por exemplo, quicar uma bola de tênis suavemente em uma raquete requer uma entrada diferente do que servir uma bola para um oponente. Essas mesmas variáveis ​​entram em jogo quando uma pessoa com um braço protético precisa diferenciar entre segurar um ovo ou carregar uma melancia.

Os sensores podem ser aplicados para ajudar as pessoas a capturar a magnitude de movimentos de pressão, flexão e outros. Eles também podem ser usados ​​em robótica suave para manipular objetos delicados, como pegar um peixe, ou mesmo em um desastre, quando eles precisam rastejar em espaços irregulares e mover detritos.

Os dados são informados pela sinergia criada entre os sinais piezoelétricos e piezoresistivos. Os sinais piezoelétricos medem a força externa, como a pressão, para criar carga elétrica, enquanto os sinais piezoresistivos atenuam a corrente. Os sensores de modo duplo são colocados juntos, com duas camadas internas de microestruturas em forma de pirâmide voltadas uma para a outra. As microestruturas medem medições de magnitude e duração da camada piezoresistiva e a taxa e direção de carregamento dinâmico da camada piezoelétrica. Esse efeito sinérgico permite uma alta sensibilidade em uma ampla faixa de pressão e frequência, o que significa que os pesquisadores podem medir com precisão a força e a flexibilidade necessárias para imitar movimentos específicos.