ابداع حسگرهای کششی جدید برای تشخیص تغییر شکل ها

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، محققان دانشکده مهندسی USC Viterbi به دنبال اوریگامی بودند تا حسگرهای جدیدی بسازند که روزی می توانند برای تشخیص تغییر شکل ها در اندام ها و همچنین برای استفاده در ابزارهای پوشیدنی و روباتیک نرم استفاده شوند.

مقاله آنها با عنوان (حسگرهای کششی بالا و هیسترزیس کم با استفاده از ساختارهای 3 بعدی الهام گرفته از اوریگامی) که در Science Advances ارائه شده است توضیح می دهد که چگونه محققان USC Hangbo Zhao، Xinghao Huang، Liangshu Liu، Yung Hsin Lin، Rui Feng، Yiyang Shen، چانگ (حسگرهای کششی) را توسعه داد که می تواند میزان فشار یا تغییر شکل یک جسم را اندازه گیری کند.

هانگبو ژائو، نویسنده مسئول مقاله، استادیار هوافضا و مهندسی مکانیک و مهندسی زیست پزشکی USC، می گوید: چالش ایجاد حسگرهایی است که می توانند به طور قابل توجهی کشیده شوند، سریع پاسخ دهند و خوانش دقیقی را حتی در هنگام اندازه گیری تغییر شکل های بزرگ و پویا ارائه دهند.

سنسورهای کرنش قابل کشش فعلی بیشتر از مواد نرم مانند لاستیک استفاده می کنند، اما این نوع مواد می توانند با استفاده مکرر تغییرات برگشت ناپذیری در خواص مواد داشته باشند، بنابراین معیارهای غیرقابل اعتماد مربوط به تشخیص تغییر شکل را تولید می کنند.

بنابراین محققان نوع جدیدی از ساختار را برای حسگرها ابداع کردند. با الهام از اوریگامی، مواد سفت تر با الکترودها در هر طرف پانل تا می شوند (سنسور را به عنوان کتابی وارونه و باز شده با دو الکترود در جلو و پشت جلد تصور کنید). با باز شدن الکترودها، قدرت میدان الکتریکی بین الکترودها جذب می شود.

حسگرهای تازه ایجاد شده می توانند تا سه برابر اندازه اصلی خود با دقت حسی بالا حتی با استفاده مکرر کشیده شوند. علاوه بر این، سنسورها خیلی سریع پاسخ می دهند و تغییر شکل ها را در کمتر از 22 میلی ثانیه در مناطق بسیار کوچک (تقریباً 5 میلی متر مربع) تشخیص می دهند. علاوه بر این، آنها قادر به تشخیص فشار از جهات مختلف هستند.

چنین حسگرهایی می توانند تغییر شکل های بزرگ و پیچیده را با دقت اندازه گیری کنند، که می توانند در حس کردن حرکات ربات های نرم، ردیابی حرکات مفاصل انسان، یا حتی نظارت بر اندام هایی مانند مثانه برای تعیین ناهنجاری هایی که ممکن است نشان دهنده بیماری باشند، کاربرد داشته باشند.

ارائه شده توسط دانشگاه کالیفرنیای جنوبی