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Les chercheurs de NUS développent la sensibilité élevée, détecteur inférieur de pression d'hystérésis

La surveillance de la santé en temps réel et les capacités de détection des robots exigent l'électronique douce, mais un défi d'employer de tels matériaux se situent dans leur sérieux. À la différence des dispositifs rigides, être élastique et flexible rend leur rendement moins reproductible. La variation de la fiabilité est connue comme hystérésis.

Guidé par la théorie de mécanique de contact, une équipe de recherche de l'université nationale de Singapour (NUS) a fourni un matériau neuf de détecteur qui a de manière significative moins d'hystérésis. Cette capacité active une technologie portable plus précise de santé et la détection robotisée.

L'équipe de recherche, aboutie par le té de Benjamin de professeur adjoint à partir de l'institut pour l'innovation de santé et de la technologie à NUS, publiés leurs résultats dans les démarches prestigieuses de tourillon de l'académie nationale des sciences le 28 septembre 2020.

Sensibilité élevée, détecteur inférieur de pression d'hystérésis

Quand des matériaux mous sont employés en tant que détecteurs compressifs, ils font face habituellement aux éditions sévères d'hystérésis. Les propriétés matérielles du détecteur mou peuvent changer entre des contacts répétés, qui affecte la fiabilité des caractéristiques. Ceci l'effectue contestant pour obtenir les lectures précises chaque fois, limitant les applications possibles des détecteurs.

La découverte de l'équipe de NUS est l'invention d'un matériau qui a la sensibilité élevée, mais avec un rendement presque hystérésis hystérésis. Ils ont développé un procédé pour fissurer des films minces en métal dans les configurations de forme annulaire désirables sur un polydimethylsiloxane appelé matériel flexible (PDMS).

L'équipe a intégré ce film de metal/PDMS avec des électrodes et des substrats pour un détecteur piézorésistif et a caractérisé son rendement. Ils ont conduit le contrôle mécanique répété, et ont vérifié que leur innovation de modèle a amélioré le rendement de détecteur. Leur invention, nommée Tactile Resistive a annulairement fissuré l'E-Peau, ou la TRACE, est cinq meilleurs matériaux mous que conventionnels de périodes.

Avec notre seul modèle, nous pouvions réaliser l'exactitude et la fiabilité sensiblement améliorées. Le détecteur de TRACE pourrait potentiellement a pu être employé en robotique pour percevoir la texture extérieure ou dans des dispositifs portables de technologie de santé, par exemple pour mesurer le flux sanguin dans les artères superficielles pour des applications de contrôle de santé. »

Prof. Benjamin Tee, service d'Asst de NUS de scientifique et technique de matériaux

Prochaines opérations

La prochaine opération pour l'équipe de NUS est d'améliorer davantage le conformability de leur matériau pour différentes applications portables, et de développer des applications (AI) d'artificial intelligence basées sur les détecteurs.

« Notre objectif à long terme est de prévoir des santés cardiovasculaires sous forme de correction sèche minuscule qui est mise sur la peau humaine. Ce détecteur de TRACE est un pas en avant vers cette réalité parce que la caractéristique qu'elle peut capter pour des vitesses de pouls est plus précise, et peut également être équipée des algorithmes d'apprentissage automatique pour prévoir des textures de surface plus exactement, » prof. expliqué Tee d'Asst.

D'autres applications que l'équipe de NUS vise à se développer comprennent des utilisations en prosthétique, où avoir une surface adjacente fiable de peau tient compte d'une réaction plus intelligente.

Source:
Journal reference:

Yao, H., et al. (2020) Near–hysteresis-free soft tactile electronic skins for wearables and reliable machine learning. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2010989117.