Robotik gennembrud:Forskere laver kunstig hud

Biotech guider har konstrueret elektronisk hud, der kan mærke berøring, i et stort skridt mod næste generations robotteknologi og proteser.

Det laboratorietestede materiale reagerer på næsten det samme tryk som menneskelig hud og med samme hastighed, rapporterede de i det britiske tidsskrift Naturmaterialer.

Der er stadig vigtige forhindringer, men udnyttelsen er et fremskridt mod at erstatte nutidens klodset robotter og kunstige arme med smartere, berøringsfølsomme opgraderinger, de tror.

"Mennesker ved generelt, hvordan man holder et skrøbeligt æg uden at bryde det, "sagde Ali Javey, lektor i datalogi ved University of California i Berkeley, der ledede et af forskerholdene.

"Hvis vi nogensinde ville have en robot, der kunne losse opvasken, for eksempel, vi vil gerne sikre os, at det ikke knækker vinglassene i processen. Men vi vil også have, at robotten griber fat i lagerpotten uden at tabe den. "

"E-skin" lavet af Javeys team består af en matrix af nanotråde fremstillet af germanium og silicium rullet på en klæbrig polyimidfilm.

Holdet lagde derefter nanoskala transistorer oven på, efterfulgt af en fleksibel, trykfølsom gummi. Prototypen, måler 49 kvadratcentimeter (7,6 kvadrat tommer), kan detektere tryk fra 0 til 15 kilopascal, kan sammenlignes med den kraft, der bruges til sådanne daglige aktiviteter som at skrive på et tastatur eller holde et objekt.

En anden tilgang blev taget af et team ledet af Zhenan Bao, en kinesiskfødt lektor ved Stanford University i Californien, der har fået et ry som en af ​​de bedste kvindelige kemikere i USA.

Deres tilgang var at bruge en gummifilm, der ændrer tykkelse på grund af tryk, og anvender kondensatorer, integreret i materialet, at måle forskellen. Det kan ikke strækkes, selvom.

"Vores responstid er sammenlignelig med menneskelig hud, det er meget, meget hurtig, inden for millisekunder, eller tusindedele af et sekund, "Bao fortalte AFP." Det betyder reelt, at vi kan mærke presset med det samme. "

Præstationerne er "vigtige milepæle" inden for kunstig intelligens, kommenterede John Boland, en nanoforsker ved Trinity College Dublin, Irland, der hyldede især brugen af ​​billige forarbejdningskomponenter.

I søgen efter at erstatte de menneskelige sanser med elektronik, der findes nu gode erstatninger for syn og lyd, men forsinkelse for lugt og smag.

Røre ved, selvom, er bredt anerkendt for at være den største hindring.

Selv rutinemæssige daglige handlinger, såsom børstning af tænder, at vende siderne i en avis eller klæde et lille barn på ville let besejre nutidens robotter.

Bao tilføjede vigtige forbehold om de kommende udfordringer.

Den ene handler om at forbedre de nye sensorer. De reagerer på konstant pres, der henviser til, at i menneskelig hud er mere komplekse fornemmelser mulige.

Dette skyldes, at de trykfølende celler i huden kan sende forskellige signalfrekvenser-f.eks. når vi føler noget smertefuldt eller skarpt, frekvensen stiger, advare os om truslen.

Ud over, Bao advarede, "at forbinde den kunstige hud med det menneskelige nervesystem vil være en meget udfordrende opgave".

"Ultimativt, i en fjern fremtid, vi vil gerne lave en hud, der fungerer rigtig godt som menneskelig hud og kunne forbinde den med nerveceller på armen og dermed genoprette fornemmelsen.

"I første omgang, prototypen, som vi forestiller os, ville mere ligne en håndholdt enhed, eller måske en enhed, der forbinder til andre dele af kroppen, der har hudfornemmelse.

"Enheden ville generere en puls, der ville stimulere andre dele af huden, giver den slags signal 'min (kunstige) hånd rører ved noget', for eksempel."

I fremtiden, kunstig hud kunne besættes med sensorer, der reagerer på kemikalier, biologiske midler, temperatur, fugtighed, radioaktivitet eller forurenende stoffer.

"Dette ville være særligt nyttigt i applikationer, hvor vi vil sende robotter til miljøer, inklusive plads, hvor det kan være farligt for mennesker at gå, "sagde Bao." De kunne indsamle oplysninger og sende dem tilbage. "

(c) AFP i 2010