Roboty už budú cítiť zranenia vďaka novej samoopravnej elektronickej koži

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Elastomerová senzorická koža deteguje fyzické zranenie a dokáže sa samostatne opraviť aj v podmorskom prostredí.

• Dvojvrstvový systém využíva tekutý kov na rozoznávanie dotyku a simuláciu elektrických signálov bolesti v povrchu.

• Materiál dosahuje 100% efektivitu obnovy pod vodou v priebehu desiatich dní bez akéhokoľvek externého napájania.

Výskumníci z Národnej univerzity v Singapure (NUS) vyvinuli senzorickú elektronickú kožu, ktorá funguje aj v podmorskom prostredí. Systém s označením SMES spája schopnosť vnímať dotyk a blízkosť objektov s funkciou autonómnej opravy mechanického poškodenia. Technológia chráni elektroniku pred chladom, prienikom vody a koróziou, ktoré bežne poškodzujú zariadenia pod vodou.

Vývojový tím aplikoval princípy fungovania biologickej kože do polymérových senzorických štruktúr. Cieľom je predĺžiť životnosť podvodných robotov a znížiť potrebu manuálnej údržby ťažkej techniky na hladine. Štruktúra materiálu sa skladá z viacerých oddelených vrstiev vyrobených z naťahovacieho elastoméru. Vrchná vrstva funguje ako poplašný systém na detekciu poškodenia, zatiaľ čo spodná vrstva slúži na hmatové vnímanie.

Zdroj foto: College of Design and Engineering, NUS

Obe vrstvy obsahujú geometrické vzory vytvorené z tekutého kovu, ktoré tvoria elektrické vodivé dráhy. Keď dôjde k prerezaniu vrchnej vrstvy ostrým predmetom, elektrický odpor pretekajúceho kovu prudko stúpne. Tento prúdový výkyv slúži ako ekvivalent bolesti a informuje systém o fyzickom “zranení”. Najvýraznejšou vlastnosťou použitého elastoméru je jeho schopnosť samoregenerácie zabudovaná priamo do chemickej štruktúry

Zdroj foto: Advanced Materials

Pri mechanickom poškodení sa reverzibilné molekulárne väzby narušia, ale po opätovnom kontakte zničených plôch sa dokážu znovu spojiť. Malé povrchové trhliny obnovia svoje elektrické vlastnosti v priebehu niekoľkých sekúnd bez vonkajšieho zásahu. Pri väčších rezoch je potrebné povrchy pritlačiť k sebe, aby sa inicioval proces spájania hrán.

Koža sa lepšie hojí pod vodou, kde dosahuje takmer 100% účinnosť opravy už po 10 dňoch. Systém generuje vlastné elektrické signály prostredníctvom elektromagnetickej indukcie a nepotrebuje externý zdroj energie. Vedci otestovali funkčnosť kože na robotickej ruke určenej na uchopovanie predmetov pod hladinou. Technológia bola demonštrovaná aj na potápačskej rukavici určenej pre bezdrôtovú podvodnú komunikáciu pomocou gest.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Schopnosť autonómnej opravy materiálov pod vodou predlžuje prevádzkovú dobu robotov v nehostinných podmienkach a priamo znižuje riziká zlyhania techniky.

Zdroj: newatlas.com foto: ChatGPT

Zobrazit Galériu