Электронная кожа с крошечными магнитными волосками будет чувствовать прикосновение

Электронная кожа представляет собой тонкие пленки материала с электронными свойствами, которые позволяют выполнять некоторые функции естественной кожи человека, такие как регистрация прикосновения, давления, температуры или даже боли. Такая искусственная кожа может быть полезна для пациентов, нуждающихся в трансплантатах после серьезной травмы, или для придания более развитого осязания протезам и роботам.

В новом исследовании ученые из Хемницкого технологического университета и Института Лейбница в Дрездене разработали электронную кожу, содержащую датчик нового типа, который делает ее более чувствительной к прикосновениям. Прорыв произошел благодаря имитации важного, но упускаемого из виду фактора человеческого осязания — крошечных волосков, покрывающих кожу.

Ученые встроили крошечные магнитные волоски в эластомерный материал для создания электронной кожи. Как и у натуральных волос, у искусственных есть выпуклые корни, которые располагаются под поверхностью электронной кожи и перемещаются при прикосновении к их внешней части. Каждый из корней окружен трехмерным магнитным датчиком, позволяющим отслеживать точное положение корня в режиме реального времени. Это позволяет всей матрице датчиков регистрировать не только прикосновение к волоску, но и направление этого прикосновения к электронной коже.

По словам команды, эти магнитные датчики могут быть довольно легко изготовлены в больших листах. Затем могут самостоятельно складываться в трехмерные коробки для размещения корней волос с помощью процесса микро-оригами.

«Наш подход позволяет точное пространственное расположение функциональных сенсорных элементов в 3D, которые можно массово производить в параллельном производственном процессе», — сказал Кристиан Беккер, первый автор исследования».

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.