Умная кожа заряжается от прикосновений

«И обычной электронной коже, и „умной“ нужно питание, — рассказывает руководитель группы ученых Хайся Чжан. — Это серьезная проблема. Неудобно использовать тонкую, гибкую и легкую кожу вместе с твердой и тяжелой батареей, которой хватит только на несколько часов. Умная кожа с автономным питанием полностью решает эту проблему».

Как объяснил ученый, трибоэлектрический заряд появляется при соприкосновении двух предметов, хотя он настолько мал, что его обычно не замечают. «Представьте себе, что вы идете к столу за чашкой кофе, — говорит Чжан. — Противоположные заряды возникают на ваших подошвах и на полу. Затем вы берете чашку, и между рукой и ручкой чашки возникает заряд. Более того, когда вы пьете кофе, заряды возникают даже между жидкостью и стенками пищевода. Мы используем эти спонтанные, но часто незаметные, заряды, чтобы подпитывать умную кожу».

Такой способ возможен потому, что новая умная кожа потребляет очень мало энергии. Более старые ее версии были цифровыми, то есть их чувствительность определялась числом пикселей, и повышение разрешения требовало повышения числа пискелей и электродов.

Новая умная кожа использует аналоговый метод и требует всего 4-х электродов. Они расположены по четырем противоположным углам. Когда происходит давление, например, пальцем, напряжение поступает на каждый электрод. Поскольку дистанция до каждого из них и приложенная сила разные, напряжение тоже будет разным, и относительное напряжение помогает определить место приложения силы.

Эксперименты показали, что кожа, обернутая вокруг руки робота, может определить место прикосновения со средней точностью 1,9 мм. Для демонстрации высокой чувствительности умной кожи к очень малым силам исследователи показали, что она может ощутить прикосновение пчелы весом 0,16 г или прыгнувшего кузнечика.

В дальнейшем ученые надеются увеличить чувствительность и точность показаний, что не потребует подключения дополнительных электродов. Они также намерены найти способ защитить кожу от воздействия окружающей среды и других электронных устройств.