Сверхчувствительная электронная кожа для протезов
Искусственная кожа со способностью чувствовать - важная цель для инженеров, работающих над улучшением технологий протезирования. Ранее уже создавались материалы с датчиками, распределенными по поверхности с плотностью один датчик на несколько квадратных сантиметров, но они обычно имеют ряд недостатков.
Один из недостатков, из-за которого многие такие электронные «кожи» являются непрактичными, является сложная проводка, которая требуется для совместной работы сотен, если не тысяч, независимых датчиков. Другая проблема заключается в том, что при масштабировании для создания более крупных фрагментов электронной оболочки в реальном времени необходимо обрабатывать значительно больше сигналов.
Инженеры из Национального университета Сингапура разработали электронную оболочку, которая работает с использованием только одного электрического кабеля, соединяющего все датчики вместе, и эта «кожа» более чувствительна, чем что-либо подобное из ранее разработанного.
Электронная кожа с асинхронным кодированием (ACES) - это своего рода синтетическая нервная система, которая может быть интегрирована в другие устройства, включая протезы рук, одежду и вспомогательные устройства. Наличие только одного относительно прочного кабеля делает её устойчивой к повреждениям по сравнению с использованием сотен очень тонких проводов. Если поврежден единственный кабель, найти ошибку и спаять обрыв гораздо проще.
Разработчики утверждают, что ACES в 1000 раз быстрее, чем наша собственная сенсорная нервная система, и обладает возможностью обнаруживать изменения на нескольких датчиках в течение 60 наносекунд. Новая электронная кожа при прикосновении к различным объектам может определять их текстуру, форму и мягкость. Это происходит в течение примерно 10 миллисекунд, то есть почти мгновенно по сравнению с временем реакции человека.
Критически важным фактором является масштабируемость, так как для покрытия относительно больших площадей поверхности роботов и протезных устройств необходимы большие «куски» такой высокопроизводительной электронной кожи. Кроме того, ACES может быть легко соединена с любым типом сенсорных слоев, например, тех, которые предназначены для измерения температуры и влажности, для создания высокопроизводительной электронной оболочки с исключительным ощущением прикосновения, которая может использоваться для широкого круга задач.