Papirtynd e-skin reagerer på berøring ved at lyse op

En ny milepæl af ingeniører ved University of California, Berkeley, kan hjælpe robotter med at blive mere berøringsfølsomme, bogstaveligt talt.

Et forskerhold ledet af Ali Javey, UC Berkeley lektor i elektroteknik og datalogi, har skabt det første brugerinteraktive sensornetværk på fleksibel plast. Det nye elektroniske skin, eller e-skin, reagerer på berøring ved øjeblikkeligt at lyse op. Jo mere intens pres, jo stærkere lys udsender den.

"Vi laver ikke kun enheder, vi bygger systemer, " sagde Javey, som også har en ansættelse som fakultetsforsker ved Lawrence Berkeley National Laboratory. "Med det interaktive e-skin, vi har demonstreret et elegant system på plastik, der kan vikles rundt om forskellige genstande for at muliggøre en ny form for menneske-maskine-grænseflade."

Denne seneste e-skin, beskrevet i en avis, der udkommer online denne søndag, 21. juli, i journalen Naturmaterialer , bygger på Javeys tidligere arbejde med halvleder-nanowire-transistorer lagt oven på tynde gummiplader.

Ud over at give robotter en finere følesans, Ingeniørerne mener, at den nye e-skin-teknologi også kan bruges til at skabe ting som tapeter, der fungerer som berøringsskærme og laminater på instrumentbrættet, der gør det muligt for chauffører at justere elektroniske kontroller med en håndbevægelse.

"Jeg kunne også forestille mig en e-skin bandage påført en arm som en sundhedsmonitor, der løbende kontrollerer blodtryk og puls, " sagde studielederforfatter Chuan Wang, der udførte arbejdet som post-doc forsker i Javeys laboratorium ved UC Berkeley.

De eksperimentelle prøver af den seneste e-skin måler 16 x 16 pixels. Inden for hver pixel sidder en transistor, en organisk LED og en trykføler.

"Integration af sensorer i et netværk er ikke nyt, men at konvertere de opnåede data til noget interaktivt er gennembruddet, " sagde Wang, som nu er assisterende professor i elektro- og computerteknik ved Michigan State University. "Og i modsætning til de stive berøringsskærme på iPhones, computerskærme og pengeautomater, e-skin er fleksibel og kan let lamineres på enhver overflade."

For at skabe den smidige e-skin, ingeniørerne hærdede et tyndt lag polymer oven på en siliciumwafer. Når plastikken er hærdet, de kunne køre materialet gennem fabrikationsværktøjer, der allerede er i brug i halvlederindustrien for at lægge lag på de elektroniske komponenter. Efter at elektronikken var stablet, de pillede simpelthen plasten af ​​siliciumbasen, efterlader en fritstående film med et sensornetværk indlejret i det.

"De elektroniske komponenter er alle vertikalt integrerede, som er et ret sofistikeret system at sætte på et relativt billigt stykke plastik, " sagde Javey. "Det, der gør denne teknologi potentielt let at kommercialisere, er, at processen passer godt sammen med eksisterende halvledermaskineri."

Javeys laboratorium er nu i gang med at konstruere e-skin-sensorerne til at reagere på temperatur og lys samt tryk.