ابداع حسگری که از فاصله ۱۰ سانتی‌متری اجسام را حس می‌کند

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیواطلس، این حسگر بدون لمس می ‌تواند سطح جدیدی از حساسیت را به ربات ‌های انسان نما ارائه دهد و راه را برای تولید وسایل الکترونیکی پوشیدنی هموار سازد.

در سالهای اخیر وسایل الکترونیکی پیشرفت های قابل توجهی داشته اند که قابلیت خم شدگی پیچش و تا شوندگی دارند و در نتیجه تولید طیف وسیعی از دستگاه های پوشیدنی کاربردی را ممکن ساخته اند. قابل درک است که ادغام حسگرهای لمسی، سطح بعدی در پوست الکترونیکی انسان با پتانسیل استفاده در رباتیک، سلامت و فناوری به یک هدف مهم تبدیل شود.

پوست الکترونیکی با فناوری حسگر بدون لمس یکپارچه، می تواند برای بسیاری مفید باشد. مثلا توانایی تکان دادن انگشت یا اشاره برای راه‌ اندازی نرم ‌افزار به ‌ویژه برای افرادی که نمی ‌توانند به صورت فیزیکی دستگاهی را در دست بگیرند، می تواند خیلی راحت شود. افراد دارای ضعف بینایی می توانند با خیال راحت در اطراف موانع حرکت کنند. البته این قابلیت می‌ تواند به هر دستگاهی که به اینترنت اشیا (IoT) متصل است گسترش یابد.

اکثر حسگرهای لمسی فعلی به لمس مستقیم یک جسم برای ایجاد تغییر شکل فیزیکی قابل اندازه گیری و نیروی متناظر در حسگر نیاز دارند.

اکنون محققان دانشگاه چینگدائو در چین، به دستاوردی رسیده اند که ممکن است یک قدم به سنجش بدون تماس نزدیک‌ تر شده باشند. آنها یک حسگر لمسی ساخته اند که بسیار حساس است و بدون تماس مستقیم بین خودش و جسم مورد نظر کار می کند.

این پژوهشگران می گویند برای ایجاد حساسیت و تطبیق پذیری بیشتر، ما نوارهای کامپوزیتی جدیدی با خواص الکتریکی شگفت انگیز و بسیار مفید ساخته ایم.

محققان برای ایجاد نوارهای کامپوزیتی خود، مقادیر کمی از نیترید کربن گرافیتی (GCN) را با پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) چاپ سه بعدی، در یک شبکه ترکیب کردند. آنها  دریافتند ترکیب این دو ماده با یک ثابت دی الکتریک بالا (معیاری برای ذخیره انرژی الکتریکی در یک میدان الکتریکی) منجر به تولید ماده ای با ثابت دی الکتریک پایین و بنابراین ساخت حسگر حساس تر به میدان های الکتریکی شد.

دانشمندان با آزمایش قابلیت های شبکه با استفاده از انگشتان خود به عنوان اجسام مورد شناسایی، دریافتند، این شبکه، انگشتان را در فاصله 0.5 تا 10 سانتی متری حس می کند، نیازی به لمس فیزیکی ندارد و به وضوح انگشت را به عنوان یک جسم سه بعدی تشخیص می دهد. پژوهشگران این حسگر را بر روی یک میز دایره ‌ای و یک منشور مثلثی آزمایش کردند و دیدند حسگر می‌ تواند اشکال و حرکات مختلف را به دقت تشخیص داده و تمایز قایل شود.

پژوهشگران پس از نتایج موفقیت آمیز این حسگرها، آنها را در یک برد مدار چاپی ادغام کردند تا یک سیستم یکپارچه بسازند که قادر به نظارت از راه دور حرکت انسان است. پوست الکترونیکی حاوی حسگرهای جدید به مچ دست چسبانده می ‌شود و از اتصال مداوم با دستگاه دریافت و انتقال بی ‌سیم شکل سه‌ بعدی اشیا به تلفن‌ های هوشمند، ساعت‌ های هوشمند و رایانه ‌ها در زمان واقعی با استفاده از فناوری 4G  ، اطمینان حاصل می‌ کند.

محققان قصد دارند این فناوری سنجش را با هدف تولید انبوه آن اصلاح کرده و کشف احتمالاتی فراتر از تشخیص شکل و حرکت در دستور کار قرار دهند.

نتایج این مطالعات در نشریه Science & Technology of Advanced Materials منتشر شده است.