آخرین مطالب

سنسور خود را می توان در روبات های نرم، لباس های هوشمند – ادغام کرد


نسل بعدی روباتیک نرم، لباس‌های هوشمند و دستگاه‌های پزشکی زیست سازگار به حسگرهای نرم یکپارچه‌ای نیاز دارند که بتوانند با دستگاه یا پوشنده آن بچرخند و بپیچند. چالش: اکثر اجزای مورد استفاده در سنجش سنتی سفت و سخت هستند.

اکنون، محققان دانشکده مهندسی و علوم کاربردی هاروارد جان A. Paulson (SEAS) یک دماسنج نرم، قابل کشش و خود نیرو ابداع کرده‌اند که می‌تواند در وسایل الکترونیکی قابل کشش و روبات‌های نرم ادغام شود.

Zhigang Suo، پروفسور Allen E. و Marilyn M. Puckett گفت: «ما سنسورهای دمای نرم با حساسیت بالا و زمان پاسخ سریع را توسعه داده‌ایم که فرصت‌های جدیدی را برای ایجاد رابط‌های جدید انسان و ماشین و ربات‌های نرم در مراقبت‌های بهداشتی، مهندسی و سرگرمی ایجاد می‌کند. مکانیک و مواد در SEAS و نویسنده ارشد مقاله.

این تحقیق در نشریه منتشر شده است مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم.

دماسنج از سه بخش ساده تشکیل شده است: یک الکترولیت، یک الکترود و یک ماده دی الکتریک برای جدا کردن این دو. رابط الکترولیت / دی الکتریک یون ها را جمع می کند در حالی که رابط دی الکتریک / الکترود الکترون ها را جمع می کند. عدم تعادل بار بین این دو باعث ایجاد یک ابر یونی در الکترولیت می شود. هنگامی که دما تغییر می کند، ضخامت ابر یونی تغییر می کند و ولتاژ ایجاد می شود. ولتاژ به دما حساس است، اما نسبت به کشش حساس نیست.

Yecheng Wang، یکی از همکاران فوق دکتری در SEAS و اولین نویسنده مقاله، می گوید: «از آنجایی که طراحی بسیار ساده است، بسته به کاربرد، راه های مختلفی برای سفارشی کردن حسگر وجود دارد. “شما می توانید مواد مختلفی را انتخاب کنید که به روش های مختلف چیده شده اند و برای کارهای مختلف بهینه شده اند.”

با چیدمان الکترولیت، دی الکتریک و الکترود در پیکربندی های مختلف، محققان چهار طرح برای سنسور دما ایجاد کردند. در یک آزمایش، آن‌ها حسگر را در یک گیره نرم ادغام کردند و دمای یک تخم‌مرغ پخته داغ را اندازه‌گیری کردند. حسگرها نسبت به دماسنج‌های ترموالکتریک سنتی حساس‌تر هستند و می‌توانند به تغییرات دما در حدود 10 میلی‌ثانیه پاسخ دهند.

وانگ گفت: ما نشان دادیم که این حسگرها را می توان کوچک، پایدار و حتی شفاف ساخت.

بسته به مواد مورد استفاده، دماسنج می تواند دمای بالای 200 درجه سانتیگراد یا سرمای 100- درجه سانتیگراد را اندازه گیری کند.

Suo گفت: “این پلتفرم بسیار قابل تنظیم می تواند پیشرفت های جدیدی را برای فعال کردن و بهبود اینترنت همه چیز و همه افراد ایجاد کند.”

این تحقیق توسط کون جیا، شوون ژانگ، هیونگ جون کیم، یانگ بای و رایان سی هیوارد انجام شد. این تحقیق تا حدی توسط بنیاد ملی علوم از طریق مرکز علوم و مهندسی مواد تحقیقاتی دانشگاه هاروارد تحت کمک هزینه DMR2011754 پشتیبانی شد.

فیلم دماسنج قابل کشش: https://youtu.be/AJN6OTZAe14