ジャカルタ-これまでのところ、人間の皮膚は最先端の感覚を持っていますが、科学者たちは新しいタイプの人工皮膚でそれよりもはるかに優れたものを作成することに成功しました。
シンガポールの南洋理工大学の科学者チームは、物体によって加えられた圧力だけでなく、物体の接近も検出するために、二重応答性の人工皮膚を作成しました。
この技術は、ヒューマンマシンインターフェースやロボットインターフェースなど、次世代エレクトロニクスに関して幅広い用途が期待されています。
「人間の皮膚は、そこに何があるかを知るために何かに触れる必要があり、物体の柔らかさや硬さしかわかりません。人工皮膚にもっと機能を持たせたかったのです」と、シンガポールの南洋理工大学のYifan Wang助教授は述べています。
物体に触れなくても、王と彼の同僚の人工皮膚は、それが近くにあるかどうかを感知し、それがどのような材料でできているかについてのいくつかの手がかりを識別することもできます。
「それが金属片なのか、プラスチックなのか、それとも生物学的物質なのかがわかります。触れる行為からほとんどの情報を知覚する人間の皮膚とは異なり、この人工皮膚は、触れたり近づいたりすることなく操作でエンコードされた豊富な認知情報も獲得します」とWang氏は述べています。
「この研究は、既存の触覚センサーよりも優れた次世代のロボット知覚技術につながる可能性があります」と彼は付け加えました。
皮膚は、電極として機能するニッケルでコーティングされた導電性布の2つの外層で構成されています。それは、電気の導管として機能する液体状態の塩であるイオン液体に浸された多孔質スポンジを囲みます。2つの層はコンデンサとして機能し、電界に電気エネルギーを蓄えます。
スポンジ内のイオンはコンデンサの性能を向上させ、電極の2つの層間の距離がどれだけ変化するかを効果的に測定します。小さなシフトを検出するこの能力は、人工皮膚が何かに触れたことを検出する方法の根底にあるものです。
Wang氏が主張するコンデンサのセンシング性能は、標準のコンデンサの10〜100倍の感度であり、皮膚の周囲の電界の非常に小さな変化を検出できるため、物体が近くにあることを感知できます。
さらに、これらの微妙な変更は、近くのオブジェクトがどのような材料でできているかを特定するのに役立ちます。研究は科学雑誌Smallに掲載されました。
科学者たちは、電子画面のスクロール、地図の操作、仮想ビデオゲームのキャラクターの操作など、さまざまな方法で皮膚をテストしました。
Wang氏は、皮膚がロボットの指に作用して、工場のロボットがどの物体を拾い上げ、どの物体を残すべきかをよりよく理解できるようにし、義足に役立つと考えています。
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