Lớp da ion mô phỏng chức năng đầu ngón tay robot

Các nhà nghiên cứu đã giới thiệu một loại da ion mới, mô phỏng chức năng đầu ngón tay của robot.

Đồng thời, có thể cảm nhận được các đặc tính xúc giác của vật thể và phát hiện những thay đổi khác của khí quyển.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra những đầu ngón tay nhân tạo cho robot. Từ đó, cho phép robot phân biệt kết cấu mịn của các vật thể và thậm chí có khả năng theo dõi sự thay đổi khí quyển trong môi trường.

Các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Donghua (Trung Quốc) đã giới thiệu một loại da ion mới có thể được sử dụng để mô phỏng chức năng đầu ngón tay của robot. Kết quả được công bố trong một bài báo trên tạp chí Advanced Materials. Lớp da này có thể cho phép robot cảm nhận các thuộc tính xúc giác của vật thể và nhận ra kết cấu hoặc vật liệu khác nhau.

Tiến sĩ Shengtong Sun - một trong những nhà nghiên cứu chính cho biết, có hai thách thức chính trong việc thiết kế lớp da ion mềm nhân tạo với khả năng xúc giác giống đầu ngón tay.

Thách thức đầu tiên là làm thế nào để vượt qua sự can thiệp của lực căng trong cảm biến áp suất xúc giác. Thách thức khác là đạt được khả năng nhận dạng kết cấu tốt như đầu ngón tay.

Tiến sĩ Sun và đồng nghiệp đã cân nhắc về cách có thể chế tạo và mô tả các mẫu dấu vân tay trên một vật liệu mềm. Sau đó, bắt chước cả cấu trúc và chức năng của đầu ngón tay con người.

Tiến sĩ Sun giải thích: “Chúng tôi nhận thấy rằng các đầu ngón tay có cấu trúc vân tay tương phản mô-đun với các đường vân và rãnh định kỳ. Một mô hình định kỳ nội sinh như vậy được cho là được tạo ra bởi quá trình khuếch tán phản ứng không cân bằng từ hiệu ứng Turing sinh hóa”.

Khi các đầu ngón tay cảm nhận được đặc tính xúc giác của vật thể mà chúng chạm vào, đường vân bên trong có thể nhanh chóng truyền tín hiệu rung động xúc giác đến thụ thể trong lớp hạ bì.

Những đường vân này chỉ hơi biến dạng khi tiếp xúc với các bề mặt hoặc vật thể. Nhờ đó, cho phép giữ được sự tiếp xúc gần như liên tục với chúng. Kết quả là, độ nhạy áp lực của các đầu ngón tay gần như không bị biến dạng.

Để tạo ra lớp da ion thẩm mỹ, nhóm nghiên cứu đã sử dụng chiến lược tạo mẫu Liesegang, kéo theo phản ứng kết tủa để tạo ra các mẫu trong vật liệu hydrogel. Sử dụng kỹ thuật này, họ đã tạo ra những đường vân cứng được nhúng trong một loại hydrogel đàn hồi, giống như những đường vân trên đầu ngón tay của con người.

Các nhà nghiên cứu đã lắp ráp lớp da ion có vân một ionogel áp điện khác để bắt chước hệ thống cảm giác xúc giác đa phương thức sinh học một cách chân thực hơn. Trong một loạt thử nghiệm, ngón tay nhân tạo có thể cảm nhận thông tin xúc giác ngay cả khi nó bị kéo căng.

Theo TechXplore

Kim Dung