Sensores de Pele Eletrônica Bio-Inspirados para Rastreamento Preciso de Movimento

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 objetos se comportem de forma semelhante.

O sensor de modo duplo mede tanto a magnitude quanto a carga do movimento — como o esforço de balançar uma raquete de tênis — bem como taxa, duração e direção. O truque foi 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 entrada diferente do que sacar uma bola para um oponente. Essas mesmas variáveis entram em jogo quando uma pessoa com um braço protético precisa diferenciar entre manusear um ovo ou carregar uma melancia.

Os sensores podem ser aplicados para ajudar pessoas a capturar a magnitude de pressionar, dobrar e outros movimentos. Eles também podem ser usados em robótica suave para manipular objetos delicados, como pegar um peixe, ou até em desastres quando podem precisar rastejar em espaços irregulares e mover destroços.

Os dados são informados pela sinergia criada entre sinais piezoelétricos e piezorresistivos. Sinais piezoelétricos medem força externa, como pressão, para criar carga elétrica, enquanto sinais piezorresistivos mitigam a corrente. Os sensores de modo duplo são empilhados juntos, com duas camadas internas de microestruturas em forma de pirâmide face a face. As microestruturas medem magnitude e duração a partir da camada piezorresistiva e a taxa de carregamento dinâmico e direção a partir da camada piezoelétrica. Esse efeito sinérgico permite alta sensibilidade em uma ampla faixa de pressão e frequência, significando que pesquisadores podem medir precisamente a força e flexibilidade necessárias para imitar movimentos específicos.