Neue E-Haut verleiht Roboterhand taktiles Gefühl in bahnbrechendem Test

Dehnbare, transparente Elektronik, die sich biegen, rollen und sogar menschliche Haut imitieren kann, rückt näher an den realen Einsatz. Ein Forschungsteam der Universität Turku in Finnland hat eine neue Methode zur Hers Dehnbare, transparente Elektronik, die sich biegen, rollen und sogar menschliche Haut imitieren kann, rückt näher an den realen Einsatz.

Ein Forschungsteam der Universität Turku in Finnland hat eine neue Methode zur Herstellung flexibler elektronischer Materialien entwickelt, die von natürlichen Strukturen wie Blättern inspiriert sind. Die Arbeit könnte die Art und Weise, wie zukünftige Geräte gebaut werden, von Smartphones bis hin zu medizinischen Prothesen, neu gestalten.

Das Team unter der Leitung des Assistenzprofessors für Materialtechnik Vipul Sharma konzentrierte sich darauf, Elektronik zu schaffen, die nicht nur flexibel, sondern auch nachhaltig ist.

Anstatt sich auf herkömmliche starre Materialien

Anstatt sich auf herkömmliche starre Materialien zu verlassen, untersuchten die Forscher, wie die Natur leichtgewichtige, aber starke Strukturen baut, und reproduzierten ähnliche Muster in technischen Materialien. „Unser Ziel ist eine hohe Effizienz, aber wir verwenden nur umweltfreundliche Materialien.

Wir haben flexible elektronische Materialien entwickelt, die dehnbar, atmungsaktiv, leitfähig und transparent sind. „Deshalb sind sie besser als andere ähnliche Materialien“, sagt Vipul Sharma.

Um das Material zu testen, entwickelten die Forscher eine elektronische Haut und befestigten diese an einer Roboterhand. Das System funktionierte wie vorgesehen, wobei integrierte Drucksensoren auf Berührung reagierten und dem Roboter taktiles Feedback ermöglichten.

Moegliche Anwendungen

Berühren der Roboterhaut Die Forscher sagen, dies sei ein früher Schritt hin zu fortschrittlichen Prothesen und Mensch-Maschine-Schnittstellen. In Zukunft könnte eine ähnliche elektronische Haut es Prothesenbenutzern ermöglichen, Druck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu fühlen, und künstliche Gliedmaßen der natürlichen Sinnesfunktion näherzubringen.

Flexible Elektronik wird auch in die Soft Robotics integriert, ein Feld, das darauf ausgelegt ist, Maschinen zu schaffen, die sicher mit Menschen interagieren und sich an komplexe Umgebungen anpassen können. Diese Systeme werden für den Einsatz im Gesundheitswesen, in der Industrie und bei Rettungseinsätzen erforscht.

Ein Softroboter könnte körperlich anstrengende Aufgaben in Krankenhäusern übernehmen, wie das Heben von Patienten, während er in industriellen Umgebungen zum Bewegen empfindlicher Objekte ohne Beschädigung eingesetzt werden könnte.

Moegliche Anwendungen

Seine flexible Struktur ermöglicht es ihm auch, in beengten Räumen zu arbeiten, was ihn für unterirdische Rettungsmissionen und möglicherweise sogar für Weltraumanwendungen geeignet macht.

Roboter, die sicher adaptieren „Zusammen mit meinem Forschungsteam haben wir ein Softgerät entwickelt, das beispielsweise zur Rehabilitation von Gliedmaßen von Patienten im Gesundheitswesen eingesetzt werden könnte.

„Es ist wichtig, dass Roboter, die zur Unterstützung von Patienten entwickelt werden, weich sind, damit sie sich wohl fühlen und sicher funktionieren“, sagt Anastasia Koivikko, Assistenzprofessorin für Automatisierungsingenieurwesen an der Universität Turku, Finnland, die weiche Roboter für den Einsatz im Gesundheitswesen und in der Industrie entwickelt.

Leistung und Energieausbeute

Forscher arbeiten auch daran, herkömmliche auf Silikon basierende Komponenten durch umweltfreundlichere Alternativen zu ersetzen. Ziel ist es, den ökologischen Fußabdruck von Robotersystemen zu reduzieren und gleichzeitig die Leistung zu erhalten.

Weiche Roboter können heute mit Druckluft, Elektrizität, Licht oder Flüssigkeiten betrieben werden, was Bewegungen wie Ausdehnen, Biegen oder Springen aus beengten Räumen ermöglicht. „Weiche Roboter eignen sich für viele Aufgaben, wurden aber noch nicht weit kommerzialisiert.

Ein intelligenter Roboter könnte beispielsweise erkennen, wann Obst und Beeren reif sind, und sie pflücken.“ „Ein weicher Roboter kann auch in für Menschen gefährlichen Umgebungen arbeiten, wie beispielsweise in einem Kernkraftwerk mit hohen Strahlungsniveaus“, sagt Koivikko.

Moegliche Anwendungen

Die Forschungsgruppe konzentriert sich auch auf nachhaltige Elektronik unter Verwendung von Biomasse, die aus finnischem Holz gewonnen wird. Ziel ist es, ressourcenintensive Materialien durch lokal bezogene, erneuerbare Alternativen zu ersetzen und gleichzeitig die Abhängigkeit von importierten Komponenten zu verringern.

„Wälder sind das Öl Finnlands. Kein anderes Land in Europa hat einen ähnlichen Zugang zu Holz.

Derzeit stammen viele der in der Elektronik verwendeten Materialien aus China. Finnische Biomasse hat großes Potenzial auf dem internationalen Markt“, sagt Sharma.