Forskere fra Donghua University i Kina og Jülich Center for Neutron Science (JCNS) i Tyskland nylig
I de siste årene, robotikk fra hele verdenprøver å lage kunstige systemer som ligner deler av menneskekroppen og reproduserer funksjonene deres. Disse inkluderer kunstig hud - et beskyttende lag som også vil forbedre sensoriske evner til roboter.
«Som vi vet, er hud størstet organ i menneskekroppen som fungerer som et beskyttende lag og sensorisk grensesnitt for å holde kroppen vår sunn og responsiv," sa Shentong Sun, en av studiens forfattere, til TechXplore. "Med den raske utviklingen av kunstig intelligens og myk robotikk, prøver ingeniører å dekke humanoide roboter med kunstig hud som reproduserer alle de mekaniske og sensoriske egenskapene til et menneske, slik at de oppfatter det konstant skiftende ytre miljøet, akkurat som oss."
Fordi menneskelig hud er detsvært komplekst system, det er ekstremt vanskelig å etterligne alle funksjonene. For eksempel kan menneskelig hud føle ulike miljøendringer, inkludert trykk, overflatedeformasjon og temperatursvingninger, ganske enkelt ved å fange opp ionebaserte elektroniske signaler.
Selvhelbredende hybrid ionisk hud med en nanofiberstruktur basert på bioteknologien til ekte menneskehud. Bilde: Wang et al.
Inspirert av hudens naturlige strukturmann, ingeniører har laget en kunstig en basert på en selvhelbredende nanotag og en ionisk matrise. De reproduserer funksjonene til henholdsvis kollagen og elastin (bindevevsprotein). Resultatet er et materiale som er mykt, men som blir hardt når det strekkes. Denne egenskapen er kjent som tøyningsstivhet. I tillegg heler den nye kunstige huden seg selv etter skade, er motstandsdyktig mot tretthet og reagerer raskt på formdeformasjoner, noe som er spesielt viktig for sensoriske applikasjoner.
Inspirert av reparerbar nanofiberhudstruktur, skapte ingeniører en kunstig ionisk hud ved å inkorporere et selvhelbredende elastisk nanomesh-stillas i en annen selvhelbredende myk ionisk matrise. Nanomerket ble oppnådd ved elektrospinning av en syntetisk polyuretan, som er selvhelbredende på grunn av utveksling av disulfidbindinger ved romtemperatur. Den ioniske matriksen ble fremstilt ved å fordampe en vandig løsning av polyakrylamid-akrylsyre, hyaluronsyre og CaCl2 (kalsiumklorid).
Eksperimenter har vist at selv 10 000 sykluser med tøying ikke skadet huden. Den beregnede utmattelsesterskelen for hybrid ionisk hud er nesten dobbelt så stor som for menneskelige muskler.
Les mer:
NASA avslører hvordan fremtiden til solsystemet ser ut
Fysikere har avkjølt atomer for å registrere temperaturer. De er en milliard ganger kaldere enn verdensrommet.
Forskere forklarer hvorfor India og Asia kolliderte veldig raskt
Forsidebilde: Kai Jacobson/UBC Fakultet for anvendt vitenskap, fra en annen ionisk hudstudie