Fingerabdruck-Kunstleder erkennt Druck, Temperatur und sogar Geräusche

Südkoreanische Wissenschaftler des Ulsan State Institute of Science and Technology kündigten die Schaffung eines neuen künstlichen Hauttyps an, der nicht nur Druck und Temperatur, sondern auch mikroskopische Veränderungen der Textur „fühlen“ und sogar auf Geräusche reagieren kann. Das Geheimnis des neuen mehrschichtigen Materials ist die gewellte Oberflächenstruktur, die die Oberfläche der Fingerspitzen einer Person weitgehend wiederholt.

In jüngster Zeit hat sich die Forschung rasch auf die Schaffung verschiedener Prototypen künstlicher Haut und die Mechanismen zur Übertragung von Signalen von dieser an das Gehirn des Patienten konzentriert. Zwar konnten die resultierenden Materialien und Geräte bisher nur Druck und Temperatur ( und etwas - Feuchtigkeit - erkennen) Mit der Reproduktion der Empfindlichkeit von Fingerspitzen, die Unregelmäßigkeiten in Zehntel Millimetern erkennen kann, haben Wissenschaftler immer noch Probleme.

Hyunhyub Ko, Chemieingenieur am Institut, ist diesbezüglich optimistisch. Er und seine Kollegen haben ein dünnes und flexibles mehrschichtiges Material geschaffen, das kleine Unregelmäßigkeiten erkennen kann. Die Oberfläche des Materials ist wie Fingerspitzen gerippt und hinterlässt einzigartige Drucke. Die untere Schicht des Materials ist mit mikroskopisch kleinen Kugeln bedeckt, die helfen, Druck und andere Verformungen zu erkennen.

Durch Pressen des Materials werden seine Schichten verformt, was zum Auftreten eines elektrischen Stroms führt, dessen Stärke proportional zum Verformungsgrad ist. Die „künstliche Haut“ spürt die Temperatur in etwa gleich - beim Erhitzen dehnt sich das Material aus und wird weicher, beim Abkühlen schrumpft es und härtet aus.

Ein interessanter Nebeneffekt des neuen Materials war seine Fähigkeit, Audiowellen zu erkennen. Als ein Team von Ingenieuren darauf aufmerksam machte, dass ihre "elektronische Haut" auf Geräusche reagiert, führten sie ein Experiment durch - sie reproduzierten das Wort "Haut" über die Lautsprecher und zeichneten die elektrischen Impulse auf, die von der "Haut" kommen. Beim Vergleich der entschlüsselten Impulse mit der Aufnahme über das Mikrofon des Smartphones stellten sie überrascht fest, dass die „Haut“ den Klang besser erkannte als das Smartphone.

Solche Entwicklungen werden dazu beitragen, sowohl hochempfindliche Robotermanipulatoren als auch Prothesen der neuen Generation zu entwickeln. Der nächste Schritt der Ingenieure wird darin bestehen, einen Mechanismus zur Übertragung der von der „Haut“ gesammelten Impulse in das Gehirn zu entwickeln. Teams von Spezialisten, die an ähnlichen Problemen arbeiten, versuchen derzeit, sowohl flexible Elektroden als auch Methoden zu entwickeln, die Optogenetik verwenden.

Kürzlich sprachen amerikanische Wissenschaftler über die Schaffung eines flexiblen Sensors , der die Haut nachahmt und Impulse in einer Form überträgt, in der das Gehirn direkt wahrnehmen kann, ohne dass eine zusätzliche Codierung erforderlich ist.

Source: https://habr.com/ru/post/de386151/