به تازگی پژوهشگران دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه هاروارد (SEAS) و موسسه Wyss حسگر فشار مقاوم و بسیار حساسی توسعه داده‌اند که در منسوجات و سامانه‌های رباتیکی نرم قابل استفاده است. چنین حسگری کاربردهای بسیاری دارد از شبیه‌سازی‌های واقعیت مجازی و لباس‌های ورزشی هوشمند تا تشخیص بیماری‌های نورودژنراتیو (Neurodegenerative) همچون پارکینسون. با مجله‌ی فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

بیماری های نورودژنراتیو (NDD) طیف گسترده ای از بیماری ها هستند که در مراحل نخست، نورون های مغز را درگیر کرده و به تدریج باعث از بین رفتن نورون ها می‌شوند. بیماری ALS، پارکینسون، آلزایمر و هانتینگتون مثال هایی از این بیماری ها هستند.

تفاوت حسگر فشار جدید با حسگرهای فشار رایج

حسگرهای فشار کنونی بسیار حساس و دقیق اما بسیار شکننده هستند. از سوی دیگر، حسگرهای مقاوم، حساس نیستند. حسگرهای حساس قابل کشسان کنونی از مواد بسیار خاص نانوسیم‌های سیلیکون و یا طلا ساخته می‌شوند. چنین حسگری به روش‌های تولید خاصی نیاز دارد. بنابراین به حسگری نیاز بود که هر دو ویژگی حساسیت بالا و مقاومت بالا را داشته باشد. همچنین روش ساخت آن هزینه‌بر و پیچیده نباشد.

طراحی جدید حسگر فشار با بافت فنری و مقاوم است. فنر اسلینکی استوانه‌ای مارپیچ و منعطف است. حسگر جدید از مواد فیبر کربن ساخته شده است. با وجود ماده سخت، از الگویی استفاده شده است که مواد سخت، قابلیت کشسانی داشته باشند. هدایت الکتریکی حسگر با تماس لبه‌های فیبرکربنی با یکدیگر تغییر می‌کند. نتیجه‌ی این پژوهش در مجله‌ی Nature منتشر شده است.

پژوهشگران برای آزمایش مقاومت حسگرفشار، آن را در برابر ضربه با چاقو و چکش قرار دادند. حسگر مقاومت بالایی نشان داد.

همچنین برای آزمایش دقت و حساسیت آن، حسگر بر بازوبند پارچه‌ای تعبیه شد. از کاربر خواسته شد حرکت‌های مختلفی از جمله مشت کردن و باز کردن کف دست انجام دهد. حسگر توانست کوچک‌ترین تغییرات عضله بازو را تشخیص دهد. حرکت ماهیچه‌های بازو با کمک الگوریتم یادگیری ماشین به درستی طبقه‌بندی و نوع حرکت تشخیص داده شد.

حسگرهای فشاری فنرمانند برای پوشش‌های رباتیک نرم بسیار کاربردی‌اند زیرا دربرابرضربه و … مقاوم هستند. حسگرهای تعبیه شده در بافت بازوبند، کوچک‌ترین تغییرات را در عضله‌ی بازو شناسایی می‌کنند. چنین بازوبندی کاربردهای بسیاری خواهد داشت.

دو ویژگی انعطاف‌پذیری و مقاومت مکانیکی نویدبخش فناوری‌های پوشیدنی منعطف و دقیق خواهد بود. افزون بر این، هزینه‌ی مواد تشکیل‌دهنده‌ی آن و روش مونتاژ آن بسیار پایین‌تر از حسگرهای کنونی است. امید است موانع به کارگیری فناوری‌های هوشمند و حسگرهای پوشیدنی در بافت پارچه و منسوجات با این نوع حسگر کاهش یابد.

بیشتر بخوانیم:

>>کلان داده و فناوری های پوشیدنی حوزه پزشکی و سلامت: مزایا و چالش ها
>>توسعه نخستین پوست الکترونیکی تولیدکننده انرژی و دارای حس لامسه بدون نیاز به حسگرهای لمسی
>>نظارت بر روند ترمیم زخم با حسگر پانسمان هوشمند

منبع: robohub

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»