De huid is het grootste zintuig van de mens en het huidoppervlak van een volwassene is ongeveer 1,5 tot 2 vierkante meter. Het is juist dankzij de huid dat mensen hitte en kou, zachtheid en hardheid, druk, wrijving en pijn kunnen waarnemen, en de hersenen zullen het menselijk lichaam aansturen om verschillende reacties en acties te ondernemen op basis van deze sensorische signalen.
Traditionele industriële robots en servicerobots hebben geen huidachtige sensoronderdelen en kunnen alleen vertrouwen op vooraf ingestelde programma's om bepaalde mechanische opdrachten uit te voeren, en de actie is vol mechanisch gevoel.
Met de ontwikkeling en vooruitgang van flexibele materialen en micro-nanoverwerkingstechnologie ontstond de elektronische huid. In de toekomst zullen biomimetische, mensachtige, interactieve, zijdeachtige en autonome belichaamde intelligente robots met een elektronische huid eraan geleidelijk de traditionele robots vervangen die afhankelijk zijn van vooraf ingestelde programma's, geen interacties kunnen waarnemen en alleen mechanisch opdrachten kunnen uitvoeren.
Elektronische huid is eigenlijk een reeks flexibele tactiele sensoren, met piëzoresistieve, capacitieve, piëzo-elektrische en andere technische principes.
Het wordt bereid door middel van micro-nanoverwerkingstechnologie met flexibele materialen zoals polydimethylsiloxaan PDMS en polyvinylalcohol PVA als substraten, en koolstofnanobuisjes, grafeen, geleidende polymeren en andere gevoelige materialen.
Een klein stukje elektronische huid kan vele detectiepunten integreren, die verschillende signalen zoals druk en temperatuur kunnen verzamelen en vervolgens functies kunnen realiseren zoals drukdetectie, temperatuurdetectie en textuurherkenning.
Naar verluidt is Hanwei Technology, een bekend sensorbedrijf in China, al in 2013 begonnen met het ontwerpen van flexibele tactiele sensoren en heeft nu een stabiel nanogevoelig materiaalsysteem gebouwd, dat de vier kerntechnologieën van flexibele piëzoweerstand beheerst. flexibele piëzo-elektriciteit, flexibele capaciteit en flexibel zweet, en heeft kernmogelijkheden zoals array-ontwerp met groot oppervlak, gevoelige materialen en geleidende inktsynthese en -voorbereiding, batchproductie van gedrukte elektronica op groot oppervlak, en heeft verschillende productielijnen met een jaarlijkse productie van tientallen miljoenen flexibele sensoren.
Op basis hiervan heeft Hanwei Technology een flexibele tactiele sensor met meerdere variëteiten en meerdere bereiken gevormd met onafhankelijke intellectuele eigendomsrechten, en heeft meer dan 100 kernoctrooien verkregen. Als we de flexibele druksensor als voorbeeld nemen, hebben de uitgebreide prestaties het internationale geavanceerde niveau bereikt.
Ultradun en licht, met een dikte van minder dan 0,3 mm, wat overeenkomt met 3 vellen A4-papier; Super flexibel, 1 miljoen keer gebogen, werkt nog steeds normaal; Ultradicht, 100 detectiepunten/c㎡ kunnen worden geïntegreerd, met hoge resolutie; Supergevoelig, de sterkte van de veer zachtjes geborsteld, kan ook nauwkeurig worden gedetecteerd; Ultrasnel, van contact tot reactie, het duurt minder dan 1 milliseconde; Het kan worden gesneden om beter bij het eindproduct te passen en aan de individuele behoeften te voldoen.
Momenteel werkt Hanwei Technology samen met een aantal robotbedrijven om flexibele tactiele sensoren te integreren in de vingertoppen, vingertoppen, armen en andere delen van de behendige handen van de robot. Dit zal een belangrijke perceptuele basis zijn voor robots om complexe, fijne bewegingen uit te voeren.
Volgens openbare rapporten zijn de robotprototypes van sommige fabrikanten in binnen- en buitenland in staat geweest de functies van het grijpen van eieren, het waarnemen van textuurmaterialen en het leveren van dranken te realiseren, en wordt verwacht dat ze het voortouw zullen nemen op het gebied van gezinsdiensten, slimme gezondheidszorg zorg, industriële productie, logistiek en transport.
In de toekomst zal elektronische huid ook worden toegepast op mens-computerinteractie, medische gezondheidszorg, ruimteverkenning, bionische robots en andere gebieden, en een perceptiebasis bieden voor VR-gamebesturingspakken, motion capture-pakken voor film- en televisiewerken, chirurgische robots, bionische prothesen met meerdere vrijheidsgraden, huidtransplantaties voor brandwondenpatiënten, multifunctionele behendige handen voor ruimteverkenning en surrealistische bionische robots. Met de voortdurende ontwikkeling van flexibele tactiele sensoren zullen er steeds meer nieuwe materialen, nieuwe structuren, nieuwe processen en nieuwe toepassingen voor elektronische huid ontstaan.