Grafén alapú szenzor ad emberi tapintást a robotoknak
A folyékony fém kompozitok és grafén felhasználásával készült új technológia a felületi érdességet és a csúszást is képes érzékelni.
Miniatűr tapintásérzékelőt fejlesztettek ki a Cambridge-i Egyetem kutatói, amely emberi szintű érzékelést adhat a robotoknak. A technológia a robotok egyik legnagyobb gyengeségét, a tapintást javíthatja jelentősen — írja a Robohub.
A szenzor nemcsak az erők nagyságát, hanem azok irányát, a tárgyak csúszását és a felületek érdességét is képes észlelni. A mérete pedig olyan kicsi, hogy felveszi a versenyt az emberi ujjbegyek térbeli felbontásával. Az eredményeket a Nature Materials szaklapban publikálták.
A szenzor szíve: a grafén és a fém mikrocseppek
A kutatócsoport grafénlemezeket, deformálható fém mikrocseppeket és nikkelrészecskéket kombinált egy szilikonmátrixba ágyazva. Az emberi bőrt imitálva apró, piramis alakú struktúrákat hoztak létre, amelyek közül a legkisebb mindössze 200 mikrométer átmérőjű. Ezek a piramisok koncentrálják a stresszt a csúcsukon, így a szenzor rendkívül kis erőket is képes érzékelni, miközben széles mérési tartományt biztosít.
Az új eszköz egy nagyságrenddel javítja a méretet és az érzékelési határokat a meglévő rugalmas tapintásérzékelőkhöz képest. A szenzor képes megkülönböztetni a nyíróerőket a normál nyomástól, ami lehetővé teszi a csúszás észlelését. A csapat demonstrációi során a robotok törékeny tárgyakat, például vékony papírcsöveket is képesek voltak összenyomás nélkül megfogni.
A jövő tapintása: miniatürizálás és multimodalitás
A technológia nemcsak a robotikában, hanem a protézisek fejlesztésében is fontos szerepet játszhat. A kutatók szerint a szenzorok tovább miniatürizálhatók, akár 50 mikrométer alá is, megközelítve az emberi bőr mechanoreceptorainak sűrűségét. A Cambridge Enterprise már szabadalmi bejelentést nyújtott be a technológiára, 2024-ben várható a szabadalmi eljárás befejezése.