Sensores suaves podrían hacer usables realmente usable
chinatopwin
chinatopwin
2017-07-14 09:23:25
Este textil no es la creación de un director de vestuario Sci-Fi. Se llama shieldex, y fue exactamente lo que el ingeniero textil Asli Atala y su equipo en Harvard necesitaron para desarrollar un sensor suave, elástico y de medición de movimiento. El brillo metálico viene de la capa de plata las fibras flexibles, así que la tela puede estirar y conducir electrones al mismo tiempo. En lugar de abofetear chips de silicio en pulseras, estos aparatos electrónicos podrían dar a los usables más de la elasticidad y la comodidad de los mejores pantalones de chándal.
Mientras que el arsenal de componentes metálicos y virutas de silicio de la robótica logra un montón, los portátiles más blandos pueden ser más amistosos para las lesiones, o para los usuarios mayores, lo que reduce los riesgos para los seres humanos, al tiempo que sigue proporcionando ayuda, digamos, abriendo un frasco. Piense en guantes que impulsan agarre, o mangas que actúan como exoesqueletos asistivos. "te pones una camiseta, un suéter, un par de calcetines, podrías tener estos tipos de sensores incrustados en ellos", dice el biomotor Conor Walsh, coautor del periódico.
Para hacer los sensores, Atala primero empareda dos capas de tela sopa-para arriba alrededor de una película del silicón suave, eléctricamente aislador. Luego, un cortador láser de confianza rebana el sándwich en cualquier forma que ella quiera. Ella dirige un hierro caliente sobre un pegamento para atar los plomos eléctricos-como atar un remiendo del hierro-en a su chaqueta de Jean, excepto ella está pegando un alambre minúsculo a cada capa de spandex de plata.
Técnicamente, lo que está construyendo es un capacitor de placas paralelas — cada lado de la tela metálica es un electrodo, sosteniendo cargas iguales pero opuestas. A medida que la tela se estira, la silicona aislante entre los electrodos se adelgaza y los electrodos se hacen más y más juntos, cambiando la capacitancia del sensor (que es la carga en cada placa conductora dividida por la diferencia de voltaje entre ellos). Que el cambio de la capacitancia se utiliza para medir hasta dónde se estira la tela. Y Voila: un lote de sensores de movimiento elásticos y flexibles.
Cuando Atala y sus colaboradores adjuntaron estos sensores a los dedos de un guante, registraron cambios de capacitancia entre diferentes posiciones de las manos. Walsh se imagina que un sensor integrado en una camiseta mediría el ritmo cardíaco. Aunque no es algo que usted debe esperar ver en estantes pronto: "no estamos muy en la puesta en la máquina y lavarlo para 20 ciclos de la etapa todavía", dice Walsh.
Técnicamente, lo que está construyendo es un capacitor de placas paralelas — cada lado de la tela metálica es un electrodo, sosteniendo cargas iguales pero opuestas. A medida que la tela se estira, la silicona aislante entre los electrodos se adelgaza y los electrodos se hacen más y más juntos, cambiando la capacitancia del sensor (que es la carga en cada placa conductora dividida por la diferencia de voltaje entre ellos). Que el cambio de la capacitancia se utiliza para medir hasta dónde se estira la tela. Y Voila: un lote de sensores de movimiento elásticos y flexibles.
Cuando Atala y sus colaboradores adjuntaron estos sensores a los dedos de un guante, registraron cambios de capacitancia entre diferentes posiciones de las manos. Walsh se imagina que un sensor integrado en una camiseta mediría el ritmo cardíaco. Aunque no es algo que usted debe esperar ver en estantes pronto: "no estamos muy en la puesta en la máquina y lavarlo para 20 ciclos de la etapa todavía", dice Walsh.
El roboclothes completo también necesitará otra infraestructura para soportar estos sensores de rastreo de estiramiento. Un agarrador necesitaría los actuadores para proporcionar el brío (el laboratorio de Walsh tiene alguno en las obras), y luego chips para "comunicación inalámbrica, almacenamiento de datos, y la energía, de modo que su guante es realmente un sistema usable completamente integrado", dice Sheng Xu, un investigador de electrónica blanda en la UC San Diego. Xu ha trabajado en baterías de iones de litio estirables, y otros grupos continúan haciendo nuevos tipos de fibras ópticas, antenas Bluetooth y chips de procesamiento que son más pequeños y más flexibles.
Otros grupos han hecho puñaladas en los sensores elásticos antes: han probado nanotubos de carbono, grafeno y metales líquidos como electrodos conductores en dispositivos similares. Pero Walsh está entusiasmado de que su proceso es capaz de formar muchos sensores a la vez, en lugar de construir un solo sensor a la vez.
La producción en masa es emocionante, porque la electrónica elástica está orientada a alterar otras interfaces hombre-máquina, también. En opinión de Xu, "el mundo virtual también es básicamente electrónica", así que más sensores como estos podrían recortarse en VR Gear. Y robots inflables, o las viviendas espaciales inflables que la NASA está probando, se beneficiarían de sensores perfectamente integrados en sus estructuras de tela. Eso es metal.
Otros grupos han hecho puñaladas en los sensores elásticos antes: han probado nanotubos de carbono, grafeno y metales líquidos como electrodos conductores en dispositivos similares. Pero Walsh está entusiasmado de que su proceso es capaz de formar muchos sensores a la vez, en lugar de construir un solo sensor a la vez.
La producción en masa es emocionante, porque la electrónica elástica está orientada a alterar otras interfaces hombre-máquina, también. En opinión de Xu, "el mundo virtual también es básicamente electrónica", así que más sensores como estos podrían recortarse en VR Gear. Y robots inflables, o las viviendas espaciales inflables que la NASA está probando, se beneficiarían de sensores perfectamente integrados en sus estructuras de tela. Eso es metal.