Жуки вдохновили инженеров на создание датчика прикосновений

Сенсор прикосновений: электронная микрофотография, принцип работы и прототип. Изображения из статьи Pang, С., et al., 2012

Инженеры создали чувствительный сенсор прикосновений, который способен различать давление, сдвиг и кручение. Работа опубликована в журнале Nature Materials, а ее краткое содержание приводит Nature News.

На создание сенсора ученых вдохновила система фиксации надкрыльев у некоторых жуков. Она состоит из ворсинок, которые смыкаются друг с другом, когда надкрылья насекомых закрыты и находятся в покое. В какой-то степени система напоминает застежки-липучки с тем различием, что не имеет крючков - ворсинки соединяются друг с другом только за счет поверхностных Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий.

Подобным же образом устроен и датчик, созданный инженерами из Сеульского Национального Университета. Он состоит из двух полимерных пластин, несущих ворсинки, высота которых составляет около микрометра, а диаметр в десять раз меньше. На ворсинки напыляется металлическое покрытие, которое делает их поверхность проводящей.

Две пластины соединяются друг с другом ворсистыми сторонами лицом к лицу и присоединяются к датчику сопротивления. Ток может относительно свободно проходить с одной пластины на другую, а сопротивление зависит от общей площади соприкосновения между ворсинками. При малейшем изменении положения ворсинок сопротивление меняется, что и является основой работы датчика.

Созданный авторами прототип оказался способен фиксировать давление всего в 5 паскаль, что соответствует воздействию тела весом в 510 грамм на площадь в один квадратный метр. Уникальность сенсора заключается в том, что, анализируя изменение сопротивления, авторы научились различать разные способы механического воздействия: давление, сдвиг и кручение. Таким же свойством обладает и кожа животных, но искусственные сенсоры до сих пор были на это не способны.

Инженеры продемонстрировали способности прототипа, записав перемещение по нему божьей коровки и течение капли воды. Кроме того, при установке на запястье человека, детектор оказался способен определять пульс.

Ранее другая группа инженеров научила роботов различать поверхности, текстуру которых не может отличить даже человек. Разработка опиралась на обычные, коммерчески доступные сенсоры и касалась только оптимизации алгоритмов, при помощи которых роботы ощупывают материалы и анализируют полученные данные.

Обсудить
Наука и техника

Алгоритм проходимости

Как университетская инновация дошла до автомобильного производства
People dance on the opening day of the Coachella Valley Music and Arts Festival in Indio, California, U.S. April 14, 2017. Беззаботно раздеты
Как проходит Коачелла — один из самых модных фестивалей в мире
Мохнатый рейх
Все о движении фурри — любителях носить костюмы зверей
Заработала на шпильки
Предприимчивые австралийки стали богаче на миллионы благодаря «женскому» бизнесу
Зверские пикапы
Пикапы, которые подготовлены для жесточайшего бездорожья
Мещанская прокрастинация
Тест-драйв Toyota LC 200
15 самых продаваемых машин в мире
Самые популярные автомобили 2017 года, и в первой тройке — кроссовер!
Премиальные машины непремиальных брендов
Вспоминаем модели непремиальных марок, которые конкурировали с Mercedes и BMW
Чудеса селекции
Что получится, если скрестить квартиру с дачей: опыт россиян
Шведы поневоле
Исповедь россиянина, живущего в групповой семье
Добро пожаловать в рай
Жилье в Крыму: новую квартиру на полуострове можно купить за миллион рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности