Geavanceerde Universele Tactiele Sensor met Elektromechanisch Gekoppeldegeleiders

Aanraking, of tactiele waarneming, is fundamenteel belangrijk voor een reeks real-life toepassingen, van robotica tot chirurgische geneeskunde tot sportwetenschap. Tactiele sensoren zijn gemodelleerd op het biologische tastzin en kunnen onderzoekers helpen menselijke perceptie en beweging te begrijpen. Een nieuwe benadering voor drukverdelingsmeting gebruikt tactiele imaging technologie.

De meest gangbare huidige benadering voor tactiele imaging omvat het gebruik van een array van sensoren samengesteld uit drukgevoelige materialen; dergelijke arrays vereisen echter complexe fabricageprocessen en leggen beperkingen op aan het sensorontwerp. De druk tussen twee geleiders is direct gerelateerd aan de elektrische contactweerstand tussen hen. Deze relatie gebruikmakend, werd een sensor ontwikkeld die samengesteld is uit een paar elektromechanisch gekoppelde geleiders, waarbij de ene geleider een aansturingsfunctie heeft en de andere de tastfunctie uitvoert. De sensor heeft geen behoefte aan drukgevoelige materialen en is eenvoudiger te fabriceren.

Deze strategie maakte de ontwikkeling mogelijk van een universele tactiele sensor voor contactdrukverdelingsmeting met behulp van eenvoudige geleidende materialen zoals koolstofverf. Het ontwerpconcept combineert innovatie in mechatronica technologie — wat de ontwikkeling mogelijk maakte van een flexibele sensor gebaseerd op conventionele geleiders verbonden met elektroden — met een tomografie-gebaseerde benadering om de drukverdeling over de gekoppelde geleiders te bepalen.

De voorgestelde methode verbeterde eerdere op elektrische impedantie tomografie gebaseerde tactiele sensortechnieken om sensoren te leveren met hoge positionele nauwkeurigheid, instelbare gevoeligheid en bereik, en een relatief eenvoudig fabricageproces. De sensoren kunnen gerealiseerd worden met diverse geleidende materialen inclusief geleidende stoffen en verfen. Vel-type flexibele sensoren zijn gefabriceerd, samen met vingervormige sensoren geproduceerd door 3D-geprinte structuren te bestrijken met geleidende verf.

De gemakkelijke instelbaarheid van de gevoeligheid en het meetbereik en de drukschattingsprecisie betekent dat deze tactiele imaging benadering verwacht wordt geavanceerde controle van multipurpose robots mogelijk te maken. De sensoren kunnen gebruikt worden in velden zoals externe apparaatbediening en industriële automatisering.