Cercetătorii de la Universitatea Donghua din China și Centrul Jülich pentru Știința Neutronilor (JCNS) din Germania recent
În ultimii ani, robotica din întreaga lumeîncearcă să creeze sisteme artificiale care să semene cu părți ale corpului uman și să le reproducă funcțiile. Printre acestea se numără pielea artificială - un strat protector care va îmbunătăți și capacitățile senzoriale ale roboților.
„După cum știm, pielea este cea mai mareun organ al corpului uman care acționează ca un strat protector și interfață senzorială pentru a ne menține corpul sănătos și receptiv”, a declarat Shentong Sun, unul dintre autorii studiului, pentru TechXplore. „Odată cu dezvoltarea rapidă a inteligenței artificiale și a roboticii soft, inginerii încearcă să acopere roboții umanoizi cu piele artificială care reproduce toate proprietățile mecanice și senzoriale ale unui om, astfel încât să perceapă mediul extern în continuă schimbare, la fel ca noi.”
Pentru că pielea umană estesistem foarte complex, este extrem de greu de imitat toate funcțiile sale. De exemplu, pielea umană poate simți diferite schimbări de mediu, inclusiv presiunea, deformarea suprafeței și fluctuațiile de temperatură, pur și simplu prin captarea semnalelor electronice bazate pe ioni.
Piele ionică hibridă cu auto-vindecare, cu o structură de nanofibră bazată pe biotehnologia pielii umane reale. Imagine: Wang și colab.
Inspirat de structura naturală a pieliiomule, inginerii au creat unul artificial bazat pe un nanotag cu auto-vindecare și o matrice ionică. Ele reproduc funcțiile colagenului și, respectiv, elastinei (proteina țesutului conjunctiv). Rezultatul este un material moale, dar care devine dur atunci când este întins. Această proprietate este cunoscută sub numele de rigiditate la deformare. În plus, noua piele artificială se autovindecă după deteriorare, este rezistentă la oboseală și răspunde rapid la deformările formei, ceea ce este deosebit de important pentru aplicațiile senzoriale.
Inspirat din nanofibrele reparabilestructura pielii, inginerii au creat o piele ionică artificială prin încorporarea unei schele nanomesh elastice cu auto-vindecare într-o altă matrice ionică moale, auto-vindecătoare. Nanotag-ul a fost obținut prin electrofilare a unui poliuretan sintetic, care se autovindecă datorită schimbului de legături disulfurice la temperatura camerei. Matricea ionică a fost preparată prin evaporarea unei soluții apoase de poliacrilamidă-acid acrilic, acid hialuronic și CaCl2 (clorură de calciu).
Experimentele au arătat că nici 10.000 de cicluri de întindere nu au afectat pielea. Pragul de oboseală calculat al pielii ionice hibride este aproape de două ori mai mare decât al mușchilor umani.
Citeste mai mult:
NASA dezvăluie cum arată viitorul sistemului solar
Fizicienii au răcit atomii la temperaturi record. Sunt de un miliard de ori mai reci decât spațiul cosmic.
Cercetătorii explică de ce India și Asia s-au ciocnit foarte repede
Fotografie de copertă: Kai Jacobson/UBC Facultatea de Științe Aplicate, dintr-un alt studiu de piele ionică