Техасские инженеры решили эту проблему, которая беспокоит отрасль уже много лет. И они сделали это, внедрив первый в истории гибридный подход к измерению, который позволяет устройству обладать свойствами двух преобладающих типов датчиков, используемых сегодня.

"Область гибких датчиков давления чрезвычайно переполнена, и спустя два десятилетия мы столкнулись с узким местом, потому что никто не мог найти компромисс между давлением и чувствительностью", - сказал Наньшу Лу, доцент кафедры аэрокосмической техники и инженерной механики и соответствующий автор нового исследования, опубликованного сегодня в Передовые материалы. "Это первый датчик, способный использовать новый гибридный режим, чтобы выдерживать давление без значительного снижения чувствительности".

Мягкие датчики давления сегодня обычно изготавливаются из трех слоев - деформируемого чувствительного слоя, зажатого между парой электродов. Эти датчики обычно делятся на одну из двух категорий - пьезо-емкостные и пьезорезистивные.

Команда Лу использовала электропроводящий и высокопористый нанокомпозит в качестве чувствительного слоя и добавила дополнительный изолирующий слой к датчику, что дало ему возможности обоих типов датчиков. Это новое гибридное сенсорное устройство позволяет ему лучше выдерживать давление.

Типичные датчики испытывают 10-кратное снижение чувствительности при любом давлении, выходящем за рамки легкого прикосновения. Этот датчик, приложенный ко лбу испытуемого, смог выдержать давление плотно прилегающей к нему гарнитуры виртуальной реальности с минимальной потерей чувствительности. Давление может не только привести к потере точности во многих датчиках, но и вообще снизить возможность получения показаний.

"Когда мы прикладываем внешнее давление, чувствительность падает, но все еще находится на одном уровне с другими датчиками при нулевом давлении", - сказал Лу, который также работает на факультете электротехники и вычислительной техники, на факультете машиностроения Уокера, на факультете биомедицинской инженерии и в Техасском институте материалов Университета Остина.

Лу долгое время была пионером в этой области зондирования, в первую очередь благодаря своей технологии электронных татуировок - серии устройств, которые настолько легки и растягиваются, что их можно надевать на сердце, мозг или мышцы в течение длительного времени практически без дискомфорта.

Но у Лу есть еще более грандиозные представления об этих датчиках и электронных татуировках. Она работает над способами, позволяющими обернуть сенсорный материал практически вокруг любого объекта и придать ему чувствительность человеческой кожи. Наиболее очевидное применение - обернуть его вокруг рук и пальцев роботов, чтобы дать им возможность распознавать объекты, прикасаясь к ним. Но есть много других вещей, которые он мог бы сделать.

"Количество заявок может быть неограниченным", - сказал Лу. "Эластичная электронная кожа может быть обернута практически вокруг любого предмета".

Видео прорыва датчика мягкого давления: https://www.youtube.com/watch?v=AXcGxeOYLkY