Հետազոտողները ստեղծել են արհեստական մաշկ, որը տարբերում է հպման ուղղությունը

Քեմնից և Դրեզդենի հետազոտական ​​թիմը մշակել է զգայուն էլեկտրոնային մաշկ (e-skin)՝ ներկառուցված արհեստական ​​մազերով: Նրանք փորձել են նմանակել բնական մարդու մաշկի զգայունությունը: Փոքրիկ մազերը կարողանում էին ընկալել և կանխատեսել մարդու մաշկի ամենափոքր շոշափելի հպումները և նույնիսկ ճանաչել հպման ուղղությունը:

Նման մաշկը կարող է օգտագործվել՝ ինչպես մարմնի վրա գտնվող բժշկական սենսորների, այնպես էլ՝ մարդանման ռոբոտների ստեղծման ժամանակ։

Նանոէլեկտրոնիկայի նյութական համակարգերի բաժնի ղեկավար և Քեմնից տեխնոլոգիական համալսարանի Նյութերի, ճարտարապետության և նանոմեմբրանային ինտեգրման հետազոտական ​​կենտրոնի (MAIN) գիտական ​​ղեկավար պրոֆ. դոկտոր Օլիվեր Գ. Շմիդտի գլխավորած հետազոտական ​​թիմը ուսումնասիրել է նոր միջոց՝ չափազանց զգայուն և ուղղությունից կախված 3D մագնիսական դաշտի սենսորների մշակման համար, որոնք կարող են ինտեգրվել e-skin համակարգին: Թիմը նոր մոտեցում է ցուցաբերել 3D սարքերի զանգվածների մանրացման և ինտեգրման համար:

Քրիստիան Բեքերը՝ բ.գ.դ. և պրոֆ. Շմիդտի հետազոտական ​​խմբի ուսանողը, ասում է, որ «մոտեցումը թույլ է տալիս ճշգրիտ տարածական դասավորել ֆունկցիոնալ սենսորային տարրերը 3D-ում, որոնք կարող են զանգվածաբար արտադրվել»:

Հետազոտական ​​թիմի կողմից ներկայացված սենսորային համակարգի առանցքը, այսպես կոչված, անիզոտրոպ մագնիսակայունության (AMR) սենսորն է: AMR սենսորը կարող է օգտագործվել մագնիսական դաշտերի փոփոխությունները ճշգրիտ հայտնաբերելու համար: Դրանք ներկայումս արդեն օգտագործվում են, օրինակ, որպես մեքենաների արագության սենսորներ կամ տարբեր մեքենաներում շարժվող բաղադրիչների դիրքն ու անկյունը որոշելու համար:

Ծայրահեղ կոմպակտ սենսորային համակարգ մշակելու համար գիտնականներն օգտագործել են, այսպես կոչված, «միկրոօրիգամիի գործընթացը»։ Այս գործընթացը օգտագործվում է AMR սենսորային բաղադրիչները 3D ճարտարապետության մեջ միավորելու համար, որոնք կարող են լուծել մագնիսական վեկտորային դաշտը 3D-ում: Micro-origami-ն թույլ է տալիս փոքր տարածության մեջ տեղադրել մեծ թվով միկրոէլեկտրոնային բաղադրիչներ և դասավորել դրանք երկրաչափական հաջորդականությամբ, որն անհասանելի է ավանդական միկրոսարքավորման տեխնոլոգիաների կիրառմամբ: «Միկրոօրիգամիի պրոցեսները մշակվել են ավելի քան 20 տարի առաջ, և հիանալի է տեսնել, թե ինչպես կարելի է օգտագործել այս էլեգանտ տեխնոլոգիայի ողջ ներուժը նոր միկրոէլեկտրոնիկայի կիրառման համար»,- ասում է Շմիդտը:

Հետազոտական ​​թիմը միավորել է 3D միկրոօրիգամիի մագնիսական սենսորների զանգվածը մեկ ակտիվ զանգվածի մեջ, որտեղ յուրաքանչյուր առանձին սենսոր կարող է հարմարավետորեն կարդալ միկրոէլեկտրոնային սխեմաների միջոցով: «Ակտիվ մատրիցայով մագնիսական սենսորների և ինքնահավաքվող միկրոօրիգամիի ճարտարապետության համադրությունը միանգամայն նոր մոտեցում է բարձր լուծաչափով 3D սենսորային համակարգերի մանրացման և ինտեգրման համար»,- ասում է դոկտոր Դանիիլ Կարնաուշենկոն, ով որոշիչ ներդրում է ունեցել նախագծի հայեցակարգի և դիզայնի զարգացման գործում:

Հետազոտողների թիմին հաջողվել է արհեստական ​​էլեկտրոնային մաշկի մեջ ինտեգրել 3D մագնիսական դաշտի սենսորները՝ մագնիսական արմատներով նուրբ մազերով: Էլեկտրոնային մաշկը պատրաստված է էլաստոմերային նյութից, որի մեջ ներկառուցված են էլեկտրոնիկան և սենսորները:

Մազերի հետ շփման դեպքում մագնիսական արմատի շարժումը և ճշգրիտ դիրքը կարելի է հայտնաբերել հիմքում ընկած 3D մագնիսական սենսորների միջոցով: Այսպիսով, սենսորային մատրան կարող է ոչ միայն գրանցել մազերի շարժումը, այլև որոշել շարժման ճշգրիտ ուղղությունը: Ինչպես և իրական մարդու մաշկի դեպքում, էլեկտրոնային մաշկի վրա յուրաքանչյուր մազ դառնում է ամբողջական զգայական միավոր, որն ունակ է ընկալել և հայտնաբերել շրջակա միջավայրի փոփոխությունները: Իրական ժամանակի մագնիսական-մեխանիկական հաղորդակցությունը 3D մագնիսական սենսորի և մազերի մագնիսական արմատի միջև ապահովում է էլեկտրոնային մաշկի զգայական ընկալման նոր տեսակ:

Սիրարփի Աղաբաբյան