Sensores soft pode fazer wearables realmente wearable
chinatopwin
chinatopwin
2017-07-14 09:23:25
Este têxtil não é a criação de um diretor de fantasia Sci-Fi. É chamado shieldex, e foi exatamente o que o engenheiro têxtil Asli Atalay e sua equipe em Harvard necessário para desenvolver um soft, esticado, sensor de movimento de medição. O brilho metálico vem do revestimento de prata as fibras flexíveis, assim que a tela pode esticar e conduzir elétrons ao mesmo tempo. Ao invés de tapar chips de silício em pulseiras, estes eletrônicos poderiam dar wearables mais da elasticidade e conforto das melhores calças de moletom.
Enquanto o arsenal do roboticista de componentes metálicos e chips de silício realiza um monte, wearables robóticos mais suave poderia ser mais amigável para lesões, ou usuários mais velhos, dirigindo os riscos para os seres humanos, enquanto ainda fornecendo ajuda com, digamos, abrindo um frasco. Pense que as luvas que impulsionam o aperto, ou as luvas que actuam como exoesqueletos assistenciais. "você coloca uma camiseta, um suéter, um par de meias-você pode ter esses tipos de sensores embutidos neles", diz o biomotor Conor Walsh, um co-autor do jornal.
Para fazer os sensores, Atalay primeiro sanduíches duas camadas de tecido de sopa-up em torno de um filme de soft, eletricamente isolante de silicone. Então, um cortador de laser confiável fatia o sanduíche em qualquer forma que ela quer. Ela corre um ferro quente sobre um adesivo para anexar as ligações elétricas-como anexar um ferro-on patch para o seu casaco Jean, exceto que ela está furando um fio minúsculo para cada camada de spandex de prata.
Tecnicamente, o que ela está construindo é um capacitor de placa paralela-cada lado do tecido metálico-chapeado é um eletrodo, segurando cargas iguais, mas opostas. Enquanto a tela estica, o silicone isolante entre os elétrodos dilui para fora e os elétrodos começ mais grandes e mais próximos junto, mudando a capacitância do sensor (que é o a carga em cada placa de condução dividida pela diferença da tensão entre eles). Essa mudança da capacitância é usada para medir até que ponto a tela estica. E voilá: um lote de sensores elásticos e flexíveis de movimento.
Quando Atalay e seus colaboradores anexaram estes sensores aos dedos de uma luva, registaram mudanças da capacitância entre posições diferentes da mão. Walsh imagina que um sensor integrado em uma t-shirt mediria a frequência cardíaca. Embora não seja algo que você deve esperar para ver em prateleiras em breve: "nós não estamos bem no colocar-it-in-a-Machine e lavá-lo para 20 ciclos de estágio ainda", diz Walsh.
Tecnicamente, o que ela está construindo é um capacitor de placa paralela-cada lado do tecido metálico-chapeado é um eletrodo, segurando cargas iguais, mas opostas. Enquanto a tela estica, o silicone isolante entre os elétrodos dilui para fora e os elétrodos começ mais grandes e mais próximos junto, mudando a capacitância do sensor (que é o a carga em cada placa de condução dividida pela diferença da tensão entre eles). Essa mudança da capacitância é usada para medir até que ponto a tela estica. E voilá: um lote de sensores elásticos e flexíveis de movimento.
Quando Atalay e seus colaboradores anexaram estes sensores aos dedos de uma luva, registaram mudanças da capacitância entre posições diferentes da mão. Walsh imagina que um sensor integrado em uma t-shirt mediria a frequência cardíaca. Embora não seja algo que você deve esperar para ver em prateleiras em breve: "nós não estamos bem no colocar-it-in-a-Machine e lavá-lo para 20 ciclos de estágio ainda", diz Walsh.
Full-on roboclothes também vai precisar de outra infra-estrutura para apoiar esses sensores de rastreamento de alongamento. Um prendedor precisaria de actuadores para fornecer a potência (o laboratório de Walsh tem algum nas obras), e, em seguida, chips para "comunicação sem fio, armazenamento de dados e poder, de modo que sua luva é verdadeiramente um sistema totalmente integrado wearable", diz Sheng Xu, um pesquisador de eletrônica Soft na UC San Diego. Xu tem trabalhado em baterias elásticas de iões de lítio, e outros grupos continuam a fazer novos tipos de fibras ópticas, antenas Bluetooth e chips de processamento que são menores e mais flexíveis.
Outros grupos fizeram punhaladas em sensores elásticos antes: eles tentaram nanotubos de carbono, grafeno, e metais líquidos como os eletrodos condutores em dispositivos similares. Mas Walsh está animado que seu processo é capaz de formar muitos sensores ao mesmo tempo, ao invés de construir apenas um sensor de cada vez.
A produção em massa é emocionante, porque os eletrônicos elásticos são engrenados para alterar outras interfaces de máquina humana, também. Na vista de Xu, "o mundo virtual é também basicamente eletrônica," assim que mais sensores como estes poderiam cortar acima na engrenagem de VR. E robôs infláveis, ou as habitações espaciais infláveis que a NASA está testando, iria beneficiar de sensores integrados ordenadamente em suas estruturas de tecido. Agora isso é metal.
Outros grupos fizeram punhaladas em sensores elásticos antes: eles tentaram nanotubos de carbono, grafeno, e metais líquidos como os eletrodos condutores em dispositivos similares. Mas Walsh está animado que seu processo é capaz de formar muitos sensores ao mesmo tempo, ao invés de construir apenas um sensor de cada vez.
A produção em massa é emocionante, porque os eletrônicos elásticos são engrenados para alterar outras interfaces de máquina humana, também. Na vista de Xu, "o mundo virtual é também basicamente eletrônica," assim que mais sensores como estes poderiam cortar acima na engrenagem de VR. E robôs infláveis, ou as habitações espaciais infláveis que a NASA está testando, iria beneficiar de sensores integrados ordenadamente em suas estruturas de tecido. Agora isso é metal.