Forskere fra Donghua University i Kina og Jülich Center for Neutron Science (JCNS) i Tyskland for nylig
I de seneste år, robotik fra hele verdenforsøger at skabe kunstige systemer, der ligner dele af den menneskelige krop og gengiver deres funktioner. Disse omfatter kunstig hud - et beskyttende lag, der også vil forbedre robotters sensoriske evner.
"Som vi ved, er hud den størsteet organ i den menneskelige krop, der fungerer som et beskyttende lag og sensorisk grænseflade for at holde vores krop sund og lydhør,” fortalte Shentong Sun, en af undersøgelsens forfattere, til TechXplore. "Med den hurtige udvikling af kunstig intelligens og blød robotik forsøger ingeniører at dække humanoide robotter med kunstig hud, der gengiver alle de mekaniske og sensoriske egenskaber hos et menneske, så de opfatter det konstant skiftende ydre miljø, ligesom os."
Fordi menneskelig hud ermeget komplekst system, er det ekstremt svært at efterligne alle dets funktioner. For eksempel kan menneskelig hud mærke forskellige miljøændringer, herunder tryk, overfladedeformation og temperatursvingninger, blot ved at opfange ionbaserede elektroniske signaler.
Selvhelbredende hybrid ionisk hud med en nanofiberstruktur baseret på bioteknologien fra ægte menneskehud. Billede: Wang et al.
Inspireret af hudens naturlige strukturmand, ingeniører har skabt en kunstig en baseret på et selvhelbredende nanotag og en ionisk matrix. De gengiver funktionerne af henholdsvis kollagen og elastin (bindevævsprotein). Resultatet er et materiale, der er blødt, men som bliver hårdt, når det strækkes. Denne egenskab er kendt som belastningsstivhed. Derudover heler den nye kunstige hud sig selv efter skader, er modstandsdygtig over for træthed og reagerer hurtigt på formdeformationer, hvilket er særligt vigtigt til sensoriske anvendelser.
Inspireret af reparerbar nanofiberhudstruktur skabte ingeniører en kunstig ionisk hud ved at inkorporere et selvhelbredende elastisk nanomesh-stillads i en anden selvhelbredende blød ionisk matrix. Nanomærket blev opnået ved elektrospinning af en syntetisk polyurethan, som er selvhelbredende på grund af udveksling af disulfidbindinger ved stuetemperatur. Den ioniske matrix blev fremstillet ved at inddampe en vandig opløsning af polyacrylamid-acrylsyre, hyaluronsyre og CaCl2 (calciumchlorid).
Eksperimenter har vist, at selv 10.000 udstrækningscyklusser ikke beskadigede huden. Den beregnede træthedstærskel for hybrid ionisk hud er næsten dobbelt så stor som for menneskelige muskler.
Læs mere:
NASA afslører, hvordan fremtiden for solsystemet ser ud
Fysikere har afkølet atomer til at registrere temperaturer. De er en milliard gange koldere end det ydre rum.
Forskere forklarer, hvorfor Indien og Asien kolliderede meget hurtigt
Forsidefoto: Kai Jacobson/UBC Fakultet for Anvendt Videnskab, fra et andet ionisk hudstudie