Imiter les mains humaines pour fabriquer de meilleurs capteurs

Des chercheurs ont mis au point des capteurs « cutanés électroniques » capables d'imiter le processus dynamique du mouvement humain. Ils ont tenté d'imiter le processus biologique et dynamique de la peau de la main humaine pour permettre aux objets de se comporter de la même manière.

Le capteur à double mode mesure à la fois l'ampleur et la charge du mouvement - comme l'effort de balancer une raquette de tennis - ainsi que la vitesse, la durée et la direction. L'astuce consistait à découpler cette mesure et à comprendre comment les différents paramètres s'influencent les uns les autres ; par exemple, faire rebondir doucement une balle de tennis sur une raquette nécessite une entrée différente de celle de servir une balle à un adversaire. Ces mêmes variables entrent en jeu lorsqu'une personne avec un bras prothétique doit faire la différence entre manipuler un œuf ou porter une pastèque.

Les capteurs peuvent être appliqués pour aider les gens à saisir l'ampleur des mouvements de pression, de flexion et autres. Ils peuvent également être utilisés sur la robotique douce pour manipuler des objets délicats, comme attraper un poisson, ou même en cas de catastrophe lorsqu'ils peuvent avoir besoin de ramper dans des espaces irréguliers et de déplacer des débris.

Les données sont informées par la synergie créée entre les signaux piézoélectriques et piézorésistifs. Les signaux piézoélectriques mesurent la force extérieure, telle que la pression, pour créer une charge électrique tandis que les signaux piézorésistifs atténuent le courant. Les capteurs bimodes sont pris en sandwich, avec deux couches internes de microstructures en forme de pyramide se faisant face. Les microstructures mesurent des mesures d'amplitude et de durée à partir de la couche piézorésistive et le taux de chargement dynamique et la direction à partir de la couche piézoélectrique. Cet effet synergique permet une sensibilité élevée sur une large plage de pression et de fréquence, ce qui signifie que les chercheurs peuvent mesurer avec précision la force et la flexibilité nécessaires pour imiter des mouvements spécifiques.