Capteurs souples pourraient rendre portables effectivement portable
chinatopwin
chinatopwin
2017-07-14 09:23:25
Ce textile n'est pas la création d'un directeur de costumes Sci-Fi. C'est ce qu'on appelle shieldex, et c'est exactement ce que l'ingénieur textile Asli Atalay et son équipe à Harvard avait besoin pour développer un soft, extensible, capteur de mesure de mouvement. Le lustre métallique vient de l'enduit argenté les fibres flexibles, ainsi le tissu peut étirer et conduire des électrons en même temps. Plutôt que de gifler des copeaux de silicium dans des bracelets, ces appareils électroniques pourraient donner plus de portables de la civière et le confort du meilleur survêt.
Tandis que l'arsenal de roboticien des composants en métal et des copeaux de silicium accomplit beaucoup, les portables robotiques plus doux pourraient être plus amicaux pour des blessures, ou les utilisateurs plus âgés, conduisant vers le bas les risques aux humains tout en fournissant l'aide toujours avec, par exemple, ouvrant un bocal. Pensez gants qui Boost Grip, ou des manches qui agissent comme exosquelettes d'assistance. «vous mettez sur un t-shirt, un chandail, une paire de chaussettes-vous pourriez avoir ces types de capteurs embarqués dans eux», dit le biomoteur Conor Walsh, un co-auteur du papier.
Pour faire les capteurs, Atalay premier sandwichs deux couches de tissu à soupe autour d'un film de Soft, de silicone isolant électriquement. Puis, un coupeur de laser de confiance tranche le sandwich dans n'importe quelle forme qu'elle veut. Elle dirige un fer chaud au-dessus d'un adhésif pour attacher les fils électriques-comme attacher un fer-sur le patch à votre veste de Jean, excepté qu'elle colle un petit fil à chaque couche de spandex argenté.
Techniquement, ce qu'elle construit est un condensateur de plaque parallèle — chaque côté du tissu plaqué métallique est une électrode, tenant des charges égales mais opposées. Comme le tissu s'étire, le silicone isolant entre les électrodes s'amincit et les électrodes s'agrandissent et se rapprochent, changeant la capacité du capteur (c'est la charge sur chaque plaque conductrice divisé par la différence de tension entre eux). Ce changement de capacité est utilisé pour mesurer dans quelle mesure le tissu s'étire. Et voila: un lot de capteurs de mouvement extensibles et flexibles.
Lorsque Atalay et ses collaborateurs attachèrent ces capteurs aux doigts d'un gant, ils enregistrèrent des changements de capacité entre différentes positions de la main. Walsh imagine qu'un capteur intégré dans un t-shirt mesurerait la fréquence cardiaque. Bien que ce ne soit pas quelque chose que vous devriez vous attendre à voir sur les étagères bientôt: «nous ne sommes pas tout à fait à la mise-il-dans-la-machine et le laver pour 20 cycles étape encore», dit Walsh.
Techniquement, ce qu'elle construit est un condensateur de plaque parallèle — chaque côté du tissu plaqué métallique est une électrode, tenant des charges égales mais opposées. Comme le tissu s'étire, le silicone isolant entre les électrodes s'amincit et les électrodes s'agrandissent et se rapprochent, changeant la capacité du capteur (c'est la charge sur chaque plaque conductrice divisé par la différence de tension entre eux). Ce changement de capacité est utilisé pour mesurer dans quelle mesure le tissu s'étire. Et voila: un lot de capteurs de mouvement extensibles et flexibles.
Lorsque Atalay et ses collaborateurs attachèrent ces capteurs aux doigts d'un gant, ils enregistrèrent des changements de capacité entre différentes positions de la main. Walsh imagine qu'un capteur intégré dans un t-shirt mesurerait la fréquence cardiaque. Bien que ce ne soit pas quelque chose que vous devriez vous attendre à voir sur les étagères bientôt: «nous ne sommes pas tout à fait à la mise-il-dans-la-machine et le laver pour 20 cycles étape encore», dit Walsh.
Full-on roboclothes aura également besoin d'autres infrastructures pour soutenir ces capteurs de suivi extensible. Une pince aurait besoin d'actionneurs pour fournir Punch (laboratoire de Walsh a certains dans les travaux), puis des puces pour "la communication sans fil, de stockage de données, et la puissance, de sorte que votre gant est vraiment un système entièrement intégré portable," dit Sheng Xu, un soft Electronics chercheur à UC San Diego. Xu a travaillé sur les batteries extensibles au lithium-ion, et d'autres groupes continuent de faire de nouveaux types de fibres optiques, les antennes Bluetooth, et les puces de traitement qui sont plus petites et plus flexibles.
D'autres groupes ont fait des poignards aux capteurs extensibles avant: ils ont essayé les nanotubes de carbone, le graphe et les métaux liquides comme électrodes conductrices dans des dispositifs semblables. Mais Walsh est excité que leur processus est capable de former de nombreux capteurs à la fois, plutôt que de construire juste un capteur à la fois.
La production de masse est passionnante, parce que l'électronique extensible sont adaptés pour altérer d'autres interfaces homme-machine, aussi. Dans la vue de Xu, "le monde virtuel est aussi essentiellement l'électronique," de sorte que plus de capteurs comme ceux-ci pourraient s'implanter en VR Gear. Et les robots gonflables, ou les logements gonflables de l'espace que la NASA teste, bénéficieraient de capteurs parfaitement intégrés dans leurs structures de tissu. Ça, c'est du métal.
D'autres groupes ont fait des poignards aux capteurs extensibles avant: ils ont essayé les nanotubes de carbone, le graphe et les métaux liquides comme électrodes conductrices dans des dispositifs semblables. Mais Walsh est excité que leur processus est capable de former de nombreux capteurs à la fois, plutôt que de construire juste un capteur à la fois.
La production de masse est passionnante, parce que l'électronique extensible sont adaptés pour altérer d'autres interfaces homme-machine, aussi. Dans la vue de Xu, "le monde virtuel est aussi essentiellement l'électronique," de sorte que plus de capteurs comme ceux-ci pourraient s'implanter en VR Gear. Et les robots gonflables, ou les logements gonflables de l'espace que la NASA teste, bénéficieraient de capteurs parfaitement intégrés dans leurs structures de tissu. Ça, c'est du métal.