Geavanceerde slimme elektronische huid verbetert de sensatie van robot- en prothetische aanraking

Nationale Universiteit van Singapore

Mensen gebruiken de tastzin om bijna elke dagelijkse taak uit te voeren, zoals het pakken van een kop koffie of het schudden van iemands hand. Zonder dit kunnen mensen tijdens het lopen zelfs hun evenwichtsgevoel verliezen. Op dezelfde manier moeten robots tastzin hebben om beter met mensen te kunnen communiceren, maar robots kunnen objecten vandaag de dag nog steeds niet goed voelen.

De Asynchronous Coded Electronic Skin (ACES) is een kunstmatig zenuwstelsel met een ultrahoge responsiviteit en robuustheid op schade en kan worden gecombineerd met elk soort sensorhuidlaag om effectief te functioneren als een elektronische huid. Hoewel ACES signalen zoals het menselijke sensorzenuwstelsel detecteert, bestaat het, in tegenstelling tot de zenuwbundels in de menselijke huid, uit een netwerk van sensoren die zijn verbonden via een enkele elektrische geleider. Het is ook anders dan bestaande elektronische skins die onderling verbonden bedradingssystemen hebben, waardoor ze gevoelig kunnen zijn voor schade en moeilijk op te schalen zijn.

ACES kan aanrakingen meer dan 1000 keer sneller detecteren dan het menselijke sensorische zenuwstelsel. Het is in staat om fysiek contact tussen verschillende sensoren in minder dan 60 nanoseconden te onderscheiden, zelfs bij grote aantallen sensoren. ACES-compatibele skin kan ook binnen 10 milliseconden nauwkeurig de vorm, textuur en hardheid van objecten identificeren - tien keer sneller dan een oogwenk. Dit wordt mogelijk gemaakt door de hoge betrouwbaarheid en opnamesnelheid van het ACES-systeem.

Het ACES-platform kan ook worden ontworpen om een hoge robuustheid tegen fysieke schade te bereiken, een belangrijke eigenschap voor elektronische skins omdat deze veelvuldig fysiek in contact komen met de omgeving. In tegenstelling tot het huidige systeem dat wordt gebruikt om sensoren in bestaande elektronische skins met elkaar te verbinden, kunnen alle sensoren in ACES worden aangesloten op een gemeenschappelijke elektrische geleider, waarbij elke sensor onafhankelijk werkt. Hierdoor kunnen elektronische skins met ACES blijven functioneren zolang er één verbinding is tussen de sensor en de geleider, waardoor ze minder kwetsbaar zijn voor beschadiging.

ACES heeft een eenvoudig bedradingssysteem en een reactievermogen, zelfs bij een toenemend aantal sensoren. Deze sleutelkenmerken zullen de opschaling van intelligente elektronische skins voor kunstmatige intelligentie (AI)-toepassingen in robots, prothetische apparaten en andere mens-machine-interfaces vergemakkelijken.

ACES kan eenvoudig worden gecombineerd met elk soort sensorhuidlaag; bijvoorbeeld die zijn ontworpen om temperatuur en vochtigheid te meten. Door ACES te koppelen aan een transparante, zelfherstellende en waterbestendige sensorhuidlaag ontstaat een elektronische huid die zichzelf kan herstellen, net als de menselijke huid. Dit type elektronische huid kan worden gebruikt om meer realistische prothetische ledematen te ontwikkelen waarmee mensen met een handicap hun tastzin kunnen herstellen.

Andere mogelijke toepassingen zijn onder meer het ontwikkelen van intelligentere robots die hersteltaken kunnen uitvoeren of alledaagse handelingen kunnen overnemen, zoals het verpakken van artikelen in magazijnen.

Bekijk hier een demo op Tech Briefs TV. Neem voor meer informatie contact op met het Bureau Universitaire Communicatie op Dit e-mailadres wordt beschermd tegen spambots. U heeft Javascript nodig om het te kunnen zien.; +65 6516 3260.