Capteurs de peau électronique bio-inspirés pour suivi précis des mouvements

Des chercheurs ont développé des capteurs de « peau électronique » 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 manière similaire.

Le capteur bimodal mesure à la fois l'amplitude et la charge du mouvement — comme l'effort de balancer une raquette de tennis — ainsi que le taux, la durée et la direction. L'astuce était de découpler cette mesure et de comprendre comment les paramètres séparés s'influencent mutuellement ; par exemple, faire rebondir doucement une balle de tennis sur une raquette nécessite une entrée différente de celle d'un service vers un adversaire. Ces mêmes variables entrent en jeu lorsqu'une personne avec un bras prothétique doit différencier la manipulation d'un œuf ou le port d'une pastèque.

Les capteurs peuvent être appliqués pour aider les gens à capturer l'amplitude pour appuyer, plier et autres mouvements. Ils peuvent également être utilisés sur la robotique souple pour manipuler des objets délicats, comme attraper un poisson, ou même dans une catastrophe lorsqu'ils peuvent avoir besoin de ramper dans des espaces irréguliers et déplacer des débris.

Les données sont informées par la synergie créée entre les signaux piézoélectriques et piézorésistifs. Les signaux piézoélectriques mesurent la force extérieure, comme la pression, pour créer une charge électrique tandis que les signaux piézorésistifs atténuent le courant. Les capteurs bimodaux sont empilés ensemble, avec deux couches internes de microstructures en forme de pyramide se faisant face. Les microstructures mesurent l'amplitude et la 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 haute sensibilité 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.