Vývoj umělé kůže s větším počtem integrovaných senzorů přinese zajímavé aplikace s měkkými roboty, chytrými implantáty anebo nositelnou elektronikou rozmanitého druhu.
Lidská kůže je pozoruhodným multifunkčním orgánem s řadou zajímavých vlastností. Okolní prostředí vnímá díky mnoha různým receptorům, které jsou propojené s nervovým systémem. Vědci a inženýři již dlouho usilují o to, aby přenesli zmíněné vlastnosti do umělé kůže, která by se měla uplatnit například v medicínských, nositelných anebo robotických aplikacích.
Robotické systémy v dnešní době při určování polohy a orientace v prostoru do značné míry závisejí na elektronických a magnetických komponentách. Bylo by skvělé, kdyby takové komponenty byly ohebné a dobře přizpůsobivé a mohly se stát součástí funkční umělé kůže. Nedávný pokrok ve vývoji senzorů a organické elektroniky přinesl slibné technologie, které fungují na hladkém a ohebném povrchu.
Aby umělá kůže byla obstojnou obdobou lidské kůže, tak by měla obsahovat velký počet navzájem propojených senzorů. Toho je velmi náročné dosáhnou a jde o zásadní překážku ve vývoji použitelné elektronické kůže. Při tvorbě elektronické kůže je nutné zajistit propojení jednotlivých senzorů a komponent, a zároveň dosáhnout co nejnižšího počtu nezbytných spojení. To vedlo k vývoji komplexních elektronických obvodů a sestav senzorů, které jsou zároveň měkké a ohebné.
Oliver G. Schmidt z německého institutu Leibniz Institute for Solid State and Materials Research Dresden a jeho spolupracovníci vyvinuli průlomovou technologii magnetického systému senzorů s aktivní matricí. Zařízení tvoří soustava 2 krát 4 magnetických senzorů, která je kompletně integrovaná do jediné platformy s elektronikou založenou na tranzistorech z tenkého organického filmu.
Tvůrci již předvedli, že jejich nový systém je vysoce magneticky citlivý. Zároveň je velmi odolný vůči mechanické deformaci, jako je ohýbání, zmačkání anebo stáčení. Tato technologie představuje významný pokrok směrem k široce využitelné umělé kůži, která by se uplatnila v rozmanitých robotických aplikacích i v nositelné elektronice.
Jak uvádí Schmidt, jejich tým jako první potvrdil, že je možné ohebné magnetické senzory, které jsou založené na tenkém filmu, integrovat se složitými organickými obvody. Jejich technologie by se teď mohla stát základem budoucích aplikací, od vývoje dnes velmi populárních měkkých robotů, až po chytré implantáty a protézy. Dalším krokem ve vývoji těchto technologií bude navýšení počtu senzorů na ploše elektronické kůže, a rovněž zvětšení celkové velikosti jednotlivých kusů umělé kůže.
Foto: Masaya Kondo