ผิวอิเล็กทรอนิกส์ที่อ่อนนุ่มและละเอียดอ่อนซึ่งมีอาร์เรย์ของตัวเก็บประจุที่สามารถวัดทิศทางของแรงดันที่ใช้แบบเรียลไทม์อาจใช้เป็นผิวหนังเทียมของหุ่นยนต์ในประเทศได้ในอนาคต นอกจากนี้ยังอาจเป็นประโยชน์สำหรับการผ่าตัดโดยใช้หุ่นยนต์ช่วยและในอุตสาหกรรม เช่น การจัดการไข่และผลไม้ เช่น ในสายการผลิต e-skin ใหม่นี้ถูกสร้างขึ้นโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในสหรัฐอเมริกา
โดยใช้โครงสร้างแบบลำดับชั้น 3 มิติ
ที่เลียนแบบอินเทอร์เฟซของผิวหนังชั้นหนังแท้และชั้นหนังกำพร้าที่เชื่อมต่อกันในผิวหนังมนุษย์“หุ่นยนต์สำหรับการผลิตมีมานานกว่าครึ่งศตวรรษแล้ว และหุ่นยนต์ผ่าตัดกำลังปฏิวัติการดูแลสุขภาพ แต่หุ่นยนต์ในบ้านก็ยังไม่เป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันของเรา” Marc Negre สมาชิกทีมจากภาควิชาวิศวกรรมเคมีของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด กล่าว . “สาเหตุหนึ่งเป็นเพราะว่าหุ่นยนต์เหล่านี้ขาดความเท่าเทียมกับผิวหนังของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความคล่องแคล่วและ “การควบคุมด้วยมือ” (การสัมผัสบนฝ่ามือและปลายนิ้ว) การตรวจจับดังกล่าวจำเป็นสำหรับการจัดการวัตถุ”
เซนเซอร์วัดได้ทั้งแรงปกติและแรงเฉือน“ตอนนี้เราได้ออกแบบเซ็นเซอร์ที่สามารถวัดทั้งแรงปกติและแรงเฉือนแบบเรียลไทม์ด้วยความไวสูง เมื่อผสานเข้ากับปลายนิ้วของหุ่นยนต์แล้ว ความสามารถในการตรวจจับทิศทางแรงกดนี้เป็นกุญแจสำคัญสำหรับงานที่คล่องแคล่ว เช่น การจัดการวัตถุที่ละเอียดอ่อน”
อีสกินใหม่เลียนแบบสปิโนซัมในผิวหนังมนุษย์ โครงสร้างจุลภาคนี้ประกอบด้วยเนินเขาที่เชื่อมต่อกันและแปลเป็นภาษาท้องถิ่นที่ส่วนต่อประสานระหว่างหนังกำพร้ากับผิวหนังชั้นหนังแท้ ทำให้เกิดความเครียดเฉพาะที่ที่ปลายรอยย่นใกล้กับตัวรับกลไกเมื่อสัมผัสถึงแรงกดทางกลจากภายนอก ตัวรับมีสี่ประเภท: ตัวรับที่ปรับช้าสองตัวที่ตอบสนองต่อแรงกดดันคงที่ความถี่ต่ำและตัวรับสองประเภทที่ปรับอย่างรวดเร็วซึ่งตอบสนองต่อแรงแบบไดนามิกและการสั่นสะเทือนความถี่สูง
“ผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ของเราเลียนแบบเนินเขาและตัวรับกลไกที่มีอยู่ในสปิโนซัมเพื่อตรวจจับแรงปกติและแรงเฉือน” เนเกรกล่าว “ประกอบด้วยชั้นที่มีความยืดหยุ่นทางอิเล็กทรอนิกส์ 2 ชั้น (เกิดขึ้นจากอิเล็กโทรดคาร์บอนนาโนทิวบ์ด้านบนและด้านล่างที่ฝังอยู่ในเมทริกซ์โพลียูรีเทน)
คั่นด้วยชั้นอิเล็กทริกที่เป็นฉนวนเพื่อสร้างผลความจุ
เนินเขาแต่ละแห่งจะสอดคล้องกับตัวเก็บประจุ 25 ตัว แต่ละอันมีขนาด 90,000 μm 2 (ตัวเก็บประจุหนึ่งตัวที่ด้านบนของเนินเขา สี่ตัวอยู่บนทางลาด สี่ตัวที่มุม และ 16 ตัวที่ล้อมรอบเนินเขา)โครงสร้างเนินเขา 3 มิติเป็นกุญแจสำคัญ”โครงสร้างเนินเขา 3 มิตินี้และวิธีที่ชั้นบนสุดทำให้เกิดการบิดเบี้ยวแบบแอนไอโซทรอปิคอลด้วยแรงเอียงที่ใช้เป็นกุญแจสำคัญในการรับข้อมูลเกี่ยวกับทิศทางแรงดัน” เนเกรอธิบาย “ตัวเก็บประจุที่ตั้งอยู่ด้านข้างของเนินเขา และสัมผัสกับแรงดันที่มากกว่า แสดงความจุที่เพิ่มขึ้นมากกว่าตัวเก็บประจุที่อยู่ด้านข้างตรงข้ามกับทิศทางของแรงที่ใช้ ดังนั้นเราจึงสามารถกำหนดทิศทางของแรงกดดันนี้ได้”
ผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์มีความไวสูง (เทียบกับระดับล้ำสมัยที่รายงานในวรรณกรรม) และสามารถตรวจจับทิศทางแรงดันในช่วงเวลาเป็นมิลลิวินาทีได้ เขากล่าว กับPhysics WorldนักวิจัยนำโดยZhenan Baoได้ทดสอบ e-skin ของพวกเขาโดยติดไว้กับนิ้วมือของถุงมือที่สวมด้วยมือเทียม ติดอยู่บนแขนหุ่นยนต์ เพื่อแสดงให้เห็นว่า โดยหลักการแล้ว สามารถผสานเข้ากับของจริงได้ แอปพลิเคชั่นหุ่นยนต์โลก การทดลองนี้รวมถึงการวางวัตถุทรงกลมและน้ำหนักเบา (ลูกปิงปอง) ระหว่างสองนิ้วของมือหุ่นยนต์ จากนั้นจับและเคลื่อนย้ายลูกบอลเข้าและออกจากหลุมต่างๆ โดยไม่บีบหรือหล่น นิ้วของหุ่นยนต์ยังสามารถสัมผัสราสเบอร์รี่สดได้โดยไม่บดขยี้
“ผิวอิเล็กทรอนิกส์ของเราสามารถนำไปใช้ได้หลากหลาย เช่น การผ่าตัดโดยใช้หุ่นยนต์ช่วย ซึ่งจำเป็นต้องมีการควบคุมด้วยการสัมผัสที่แม่นยำมาก” เนเกรกล่าว “มันอาจจะถูกใช้เพื่อจัดการกับวัตถุที่ละเอียดอ่อน เช่น ไข่และผลไม้อ่อนในสายการผลิต”
Bao และเพื่อนร่วมงานรายงานงานของพวกเขา
ในScience Robotics 10.1126/scirobotics.aau6914 ว่าพวกเขาหวังว่าในท้ายที่สุดแล้ว พวกเขาหวังว่าจะ “สร้างระบบควบคุมเพื่อให้หุ่นยนต์สามารถรับรู้ถึงลักษณะของวัตถุและคำนวณด้วยตนเองว่าต้องใช้แรงมากแค่ไหน”“ทั้งหมดนี้เริ่มต้นเมื่อประมาณแปดหรือเก้าปีที่แล้ว” สตีฟ บาร์เร็ตต์ศาสตราจารย์ด้านวิชาการบินและอวกาศที่ MIT กล่าวในงานแถลงข่าวเกี่ยวกับความก้าวหน้าที่รายงานเมื่อเร็วๆ นี้ “เมื่อมองย้อนกลับไปในวัยเด็ก ฉันเป็นแฟนตัวยงของStar Trekและในขณะนั้น อนาคตดูเหมือนว่ามันควรจะเป็นเครื่องบินที่เคลื่อนที่อย่างเงียบๆ โดยไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว อาจเป็นแสงสีน้ำเงิน แต่ไม่มีใบพัดหรือกังหันหรืออะไรทำนองนั้นอย่างแน่นอน ดังนั้นฉันจึงเริ่มมองหาสิ่งที่ฟิสิกส์จะบินได้โดยไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้และพบแนวคิดที่เรียกว่าลมไอออนิก”
ลมอิออนปรากฏตัวครั้งแรกในกระดาษในปี ค.ศ. 1920 หลังจากความล่าช้าเป็นเวลานานหลายทศวรรษ มีความน่าสนใจรอบที่สองในทศวรรษที่ 1960 เมื่อถูกตัดออกเพื่อเป็นทางเลือกที่ไม่สามารถทำได้สำหรับการบินอย่างยั่งยืนของเครื่องบินที่หนักกว่าอากาศ บาร์เร็ตต์และกลุ่มวิจัยของเขาหยิบกระบองขึ้นมาในปลายทศวรรษ 2000 และค้นพบระบอบการปกครองที่ไม่ได้มีอยู่ในรายงานฉบับดั้งเดิม และแสดงให้เห็นถึงคำมั่นสัญญามากกว่าที่จะจัดหาแรงผลักดันให้ขับเครื่องบินนอกเหนือจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาอย่างสะดวกสบาย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่จำเป็นสำหรับการเรียกลมไอออนิกเพื่อขับเครื่องบินได้เดินทางมาไกลเช่นกัน รับบท เป็นDave Perreaultศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าที่ MIT ชี้ให้เห็นในปี 1960 ทรานซิสเตอร์เพิ่งถูกประดิษฐ์ขึ้นเท่านั้น เครื่องบินที่ใช้ลมไอออนิกเพื่อแรงขับต้องใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จำนวนหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบแปลงกำลัง ซึ่ง Perreault ได้รับมอบหมายให้ทำแสงให้มากที่สุด ห้าสิบปีที่แล้วไม่เพียงแต่ตัวแปลงพลังงานจะยุ่งยากและหนักหน่วงเท่านั้น แต่พลังงานแบตเตอรี่ยังมีจำกัดอีกด้วย ความก้าวหน้าของความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่นั้นเห็นได้ชัดจากการเพิ่มขึ้นของยานพาหนะที่ใช้แบตเตอรี่อื่นๆ เช่น รถยนต์ไฟฟ้า “ฉันคิดว่านี่เป็นการปฏิวัติในวงกว้างที่คุณเห็นในแง่ของการขับเคลื่อนไปสู่การใช้พลังงานไฟฟ้าสำหรับการขนส่งทุกประเภท” Perreault กล่าว
ลมไอออนิกที่ให้พลังงานแก่เครื่องบินนั้นเกิดจากไฟฟ้าอากาศพลศาสตร์ สนามไฟฟ้าทำให้อะตอมและโมเลกุลแตกตัวเป็นไอออนในของเหลวโดยรอบ เช่น โมเลกุลไนโตรเจนในอากาศ แล้วเร่งความเร็วด้วยแรงคูลอมบ์ จากนั้นไอออนที่เร่งความเร็วจะจับคู่โมเมนตัมของพวกมันกับอะตอมหรือโมเลกุลที่เป็นกลางอื่นๆ ที่พวกมันชนกัน และสิ่งนี้ทำให้เกิดลมไอออนิก
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย
