Dual-Mode Elektronische Huid: Contactloze en Tactiele Sensing via Magnetische Velden

Door het gebruik van magnetische velden hebben wetenschappers een elektronische sensor ontwikkeld die zowel contactloze als tactiele stimuli tegelijkertijd kan verwerken. Eerdere pogingen zijn tot nu toe mislukt om deze functies op een enkel apparaat te combineren door overlappende signalen van de diverse stimuli.

Het grootste menselijke orgaan — de huid — is waarschijnlijk het meest functioneel veelzijdige deel van het lichaam. Het is niet alleen in staat om tussen de meest uiteenlopende stimuli binnen seconden te differentiëren, maar het kan ook de intensiteit van signalen over een breed bereik classificeren. De nieuwe sensor is een elektronische tegenhanger met vergelijkbare kenmerken en zou de wisselwerking tussen mensen en machines in virtuele realiteit toepassingen kunnen vereenvoudigen.

Huidige systemen werken ofwel door alleen fysieke aanraking te registreren of door objecten contactloos te tracken. Beide interactie-paden zijn gecombineerd op de sensor, die een 'magnetisch micro-electro-mechanisch systeem' (m-MEMS) genoemd is. De sensor verwerkt de elektrische signalen van de contactloze en de tactiele interacties in verschillende regio's om de oorsprong van de stimuli in real-time te differentiëren en storende invloeden van andere bronnen te onderdrukken.

Op een dun polymere film fabriceren de wetenschappers eerst een magnetische sensor die gebaseerd is op de Giant Magneto Resistance (GMR). Deze film werd op zijn beurt verzegeld door een silicium-gebaseerde polymere laag (poly-dimethyl-siloxane) die een ronde kaviteit bevat ontworpen om precies uitgelijnd te zijn met de sensor. Binnen deze holte werd een flexibele permanente magneet geïntegreerd met piramide-vormige uittreksels die van zijn oppervlak afsteken. Zelfs onder gekromde condities werkt het zonder functionaliteit te verliezen; dus kan het op de vingertop geplaatst worden.

Deze elektronische huid — naast virtuele realiteit ruimtes — kan bijvoorbeeld ook gebruikt worden in sterile omgevingen. Chirurgen kunnen de sensoren gebruiken om medische apparatuur te hanteren zonder het aan te raken tijdens een procedure, wat het gevaar van contaminatie zou reduceren.