Weiche Sensoren könnten Wearables wirklich tragbar machen
chinatopwin
chinatopwin
2017-07-14 09:23:25
Dieses Textil ist nicht die Schaffung eines Sci-Fi-Kostüm Director. Es nennt sich shieldex, und es war genau das, was Textile Ingenieur Asli Atalay und Ihr Team in Harvard brauchte, um einen weichen, stretchable, Motion-Mess-Sensor zu entwickeln. Der Metallic-Glanz kommt aus Silber-Beschichtung die flexiblen Fasern, so dass der Stoff kann Strecken und Elektronen zur gleichen Zeit. Vielmehr als schlug Silizium-Chips in Armbänder, diese Elektronik könnte Wearables mehr der Stretchability und Komfort der besten Sweatpants.
Während der Roboter-Arsenal von Metall-Komponenten und Silizium-Chips erreicht eine Menge, softer Roboter-Wearables könnte freundlicher für Verletzungen oder ältere Benutzer, die Gefahren für die Menschen, während immer noch die Hilfe mit, sagen wir, öffnen ein Glas. Think Handschuhe, die den Griff zu steigern, oder Ärmel, die als unterstützende exoskeletons fungieren. "Sie setzen auf ein t-shirt, ein Pullover, ein paar Socken-Sie könnten diese Typen von Sensoren eingebettet in Sie haben", sagt biomotorer von der bioengine von der Autorin der Zeitung.
Um die Sensoren zu machen, Atalay erste Sandwiches zwei Schichten Suppe-up-Stoff rund um einen Film von Soft, elektrisch isoliert Silikon. Dann schneidet ein trusty Laser Cutter das Sandwich in welche Form Sie will. Sie betreibt ein heißes Eisen über einen Klebstoff zu befestigen die elektrischen Leitungen-wie das Anbringen eines Eisernen-auf Patch zu ihrer Jean-Jacke, es sei denn, Sie klebt ein kleines Draht zu jeder Schicht von Silver Elasthan.
Technisch gesehen, was Sie Gebäude ist eine parallele Platte Kondensator-jede Seite des Metall-Plated Stoff ist eine Elektrode, die gleiche, aber entgegengesetzte Belastungen. Wie der Stoff erstreckt, die Isolierung Silikon zwischen den Elektroden dünn und die Elektroden werden größer und näher zusammen, Ändern der Sensor-Kapazität (das ist die Ladung auf jeder Leitung Platte geteilt durch die Spannung Differenz zwischen Ihnen). Diese Änderung der Kapazität wird verwendet, um zu messen, wie weit der Stoff gestreckt wird. Und voila: eine Charge von stretchy, flexible Motion-Sensoren.
Wenn Atalay und Ihre Mitarbeiter diese Sensoren an den Fingern eines Handschuh befestigt haben, registrierte Sie die Kapazität zwischen verschiedenen Positionen. Walsh stellt sich vor, dass ein in ein t-shirt integrierter Sensor die Herzfrequenz messen würde. Obwohl es nicht etwas, das Sie erwarten sollten, um in den Regalen bald sehen: "Wir sind nicht ganz in der put-it-in-the-Machine und waschen Sie es für 20 Zyklen Bühne noch", sagt Walsh.
Technisch gesehen, was Sie Gebäude ist eine parallele Platte Kondensator-jede Seite des Metall-Plated Stoff ist eine Elektrode, die gleiche, aber entgegengesetzte Belastungen. Wie der Stoff erstreckt, die Isolierung Silikon zwischen den Elektroden dünn und die Elektroden werden größer und näher zusammen, Ändern der Sensor-Kapazität (das ist die Ladung auf jeder Leitung Platte geteilt durch die Spannung Differenz zwischen Ihnen). Diese Änderung der Kapazität wird verwendet, um zu messen, wie weit der Stoff gestreckt wird. Und voila: eine Charge von stretchy, flexible Motion-Sensoren.
Wenn Atalay und Ihre Mitarbeiter diese Sensoren an den Fingern eines Handschuh befestigt haben, registrierte Sie die Kapazität zwischen verschiedenen Positionen. Walsh stellt sich vor, dass ein in ein t-shirt integrierter Sensor die Herzfrequenz messen würde. Obwohl es nicht etwas, das Sie erwarten sollten, um in den Regalen bald sehen: "Wir sind nicht ganz in der put-it-in-the-Machine und waschen Sie es für 20 Zyklen Bühne noch", sagt Walsh.
Roboclothes wird auch eine andere Infrastruktur benötigen, um diese Strecken-Tracking-Sensoren zu unterstützen. Ein Greifer müsste Aktoren, um Oomph bereitzustellen (Walsh's Lab hat einige in den Werken), und dann Chips für "drahtlose Kommunikation, Datenspeicherung und macht, so dass Ihr Handschuh ist wirklich ein voll integriertes Wearable System", sagt Sheng Xu, ein weicher Elektronik-Forscher an der UC San Diego. Xu hat an stretchable Lithium-Ionen-Akkus gearbeitet, und andere Gruppen weiter zu neuen Arten von optischen Fasern, Bluetooth-Antennen, und die Verarbeitung von Chips, die kleiner und flexibler sind.
Andere Gruppen haben Stiche auf stretchy Sensoren vor: Sie haben Kohlenstoff-nanotuben, Graphen und flüssige Metalle als die leitenden Elektroden in ähnlichen Geräten ausprobiert. Aber Walsh freut sich, dass Ihr Prozess in der Lage ist, viele Sensoren auf einmal zu bilden, anstatt nur einen Sensor auf einmal zu bauen.
Die Massenproduktion ist spannend, denn stretchable Elektronik ist darauf ausgerichtet, andere Mensch-Maschine-Interfaces zu verändern. In Xu's Ansicht, "die virtuelle Welt ist auch im Grunde Elektronik," so mehr Sensoren wie diese könnten in VR-Getriebe. Und aufblasbare Roboter, oder die aufblasbare Raum Wohnungen, die NASA testet, würde von ordentlich integrierten Sensoren in ihren Fabric-Strukturen profitieren. Jetzt ist das Metall.
Andere Gruppen haben Stiche auf stretchy Sensoren vor: Sie haben Kohlenstoff-nanotuben, Graphen und flüssige Metalle als die leitenden Elektroden in ähnlichen Geräten ausprobiert. Aber Walsh freut sich, dass Ihr Prozess in der Lage ist, viele Sensoren auf einmal zu bilden, anstatt nur einen Sensor auf einmal zu bauen.
Die Massenproduktion ist spannend, denn stretchable Elektronik ist darauf ausgerichtet, andere Mensch-Maschine-Interfaces zu verändern. In Xu's Ansicht, "die virtuelle Welt ist auch im Grunde Elektronik," so mehr Sensoren wie diese könnten in VR-Getriebe. Und aufblasbare Roboter, oder die aufblasbare Raum Wohnungen, die NASA testet, würde von ordentlich integrierten Sensoren in ihren Fabric-Strukturen profitieren. Jetzt ist das Metall.