0

Электронный журнал «Электрорешения»

05.12.2020
Ультратонкий датчик nanomesh может измерять давление, оказываемое кончиком пальца, не влияя при этом на осязание. (Изображение: Someya-Yokota-Lee Group / Токийский университет)

Теперь можно носить ультратонкий датчик nanomesh на кончике пальца и ничего не чувствовать. Разработанный измерительный датчик может предоставить ценные данные для создания новых технологий.

Может быть мы не уделяем этому должного внимания в повседневной жизни, однако стоит напомнить, что руки и пальцы являются очень важными «инструментами». При этом очень непросто проанализировать, как в точности работают механизмы осязания и чувствительности. Исследователям в данной области необходимы данные, чтобы зафиксировать задействованные импульсы и положить начало новым разработкам. Недавно разработанный датчик Nanomesh делает это возможным. Он состоит из четырех ультратонких наноструктурированных слоев, которые подходят для измерения осязания человека.

Немецкая научная группа во главе с Дэвидом Франклином, профессором нейромышечной диагностики Технического университета Мюнхена (TUM), начала сотрудничество с с Токийским университетом. Под руководством профессора Такао Сомея исследователи разработали ультратонкий датчик, который измеряет давление, оказываемое на кончик пальца, без ухудшения осязания и чувствительности. Поэтому датчик на кончике пальца должен быть чрезвычайно тонким и гибким, но при этом выдерживать трение и другие физические воздействия.

Нановолокна датчика на кончике пальца тоньше человеческого волоса

Слой из полиуретановых нановолокон служит пассивирующим и несущим слоем. Затем следует ультратонкий слой золота, промежуточный слой из полиуретановых нановолокон с париленовым покрытием и, наконец, еще один слой золота. Последний тонкий слой нановолокон из полиуретана и поливинилового спирта защищает четыре слоя датчика механически. Толщина полиуретановых нановолокон составляет от 200 до 400 нанометров, что в двести раз тоньше человеческого волоса. Слои золота представляют собой своего рода линейную матрицу, которая формирует функциональный электронный компонент датчика.

Испытуемые не чувствовали датчик Nanomesh

Исследователи провели серию тестов с 18 участниками - добровольцами. Все испытуемые заявили, что не чувствуют датчик. «Раньше у нас были только сравнительно грубые и жесткие измерительные инструменты, которые сильно ухудшали ощущение пальца», - объясняет Франклин.

Датчик Nanomesh документирует чувствительность часовщика

Одной из областей, в которой можно было бы использовать датчик, было бы цифровое архивирование. «Возьмите мелкую моторику часовщика, - говорит Франклин. «Как мы могли бы сохранить и передать дальше те навыки, которые он использует в работе? Какое давление он использует, чтобы подбирать маленькие отдельные части часов и как он их перемещает? С помощью датчика Nanomesh на пальцах вы сможете точно задокументировать эту процедуру».

Датчик кончика пальца измеряет объекты всех типов

Несмотря на свою тонкую конструкцию, датчик очень стабилен: при испытаниях на истирание при давлении 1 кг на квадратный сантиметр, что примерно соответствует атмосферному давлению, его возможности не были потеряны после 300 повторений. «Это показывает, что мы можем измерить манипуляции с объектами любого типа - раньше это было невозможно», - заключает Франклин.

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?