ทั่วไป

'ผิวหนัง' ที่พิมพ์ 3 มิติสามารถทำให้หุ่นยนต์สัมผัสได้ในที่สุด


โดยปกติเราสามารถทำใจได้ว่าหุ่นยนต์จะไม่มีวันเหมือนมนุษย์มากเกินไปเพื่อความสะดวกสบาย แน่นอนพวกเขาอาจดูเหมือนเรา พวกเขาสามารถพูดคุยเหมือนเรา พวกเขาสามารถตั้งโปรแกรมให้คิดเหมือนเราได้ อย่างไรก็ตามบอทเหล่านี้ไม่สามารถรู้สึกอะไรได้ในทางเทคนิคด้วยความรู้สึกสัมผัสแบบเดียวกับที่มนุษย์เรามี ต้องขอบคุณนักวิจัยกลุ่มหนึ่งที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ทั้งหมด ทีมวิศวกรของมหาวิทยาลัยมินนิโซตาได้พัฒนา "ผิวหนัง" แบบยืดได้ 3 มิติ ผ้าจะถูกฝังด้วยเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ที่กระจายออกมาคล้ายกับระบบประสาทของเรา

นักวิจัยได้สร้างเครื่องพิมพ์ที่ไม่เหมือนใคร มีหัวฉีดสี่หัวแต่ละหัวมี "หมึก" ของตัวเอง หมึกเหล่านี้จะเรียงเป็นชั้น ๆ ในชิ้นส่วนอิเล็กโทรด ฐานประกอบด้วยซิลิโคน ขั้วไฟฟ้าด้านบนและด้านล่างมีหมึกนำไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีเซ็นเซอร์ความดันรูปขดลวดและชั้นพิเศษเพื่อยึดทุกอย่างเข้าที่ เลเยอร์พิเศษนี้เรียกว่า 'เลเยอร์บูชายัญ' - ล้างออกในระหว่างขั้นตอนสุดท้ายของการผลิต

ชั้นหมึกเหล่านี้สามารถตั้งค่าได้ที่อุณหภูมิห้อง ไม่จำเป็นต้องใช้ความร้อนหรือความเย็นในทันที การผลิตสารเติมแต่งปกติใช้เวลาสักครู่ในการทำให้เย็นลง พลาสติกเหลวร้อนมากและแข็งตัวเกินกว่าที่จะใช้กับผิวหนังของมนุษย์ได้ อย่างไรก็ตามเซ็นเซอร์ที่พิมพ์ 3 มิติเหล่านี้เหมาะสำหรับผิวไบโอนิก พวกเขาสามารถยืดได้ถึงสามเท่าของขนาดเดิมและกลับคืนสู่สภาพที่ไม่ยืดออกได้อย่างง่ายดาย คุณสมบัตินี้ช่วยให้หมึกพิมพ์ 3 มิติสามารถแกะสลักเฉพาะของตัวเองในการวิจัยการพิมพ์ 3 มิติ

"ผ้าอิเล็กทรอนิกส์แบบยืดได้ที่เราพัฒนาขึ้นนี้มีประโยชน์มากมาย" ไมเคิลแมคอัลไพน์รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลกล่าว McAlpine ดำรงตำแหน่งหัวหน้านักวิจัยสำหรับการศึกษาของมหาวิทยาลัยมินนิโซตา "การใส่ 'ผิวไบโอนิก' แบบนี้ลงบนหุ่นยนต์ผ่าตัดจะทำให้ศัลยแพทย์สามารถรู้สึกได้จริงในระหว่างการผ่าตัดที่มีการบุกรุกน้อยที่สุดซึ่งจะทำให้การผ่าตัดง่ายขึ้นแทนที่จะใช้แค่กล้องเหมือนในปัจจุบันเซ็นเซอร์เหล่านี้ยังช่วยให้หุ่นยนต์ตัวอื่น ๆ ง่ายขึ้นด้วย เพื่อเดินและมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมของพวกเขา "

[ที่มาของภาพ: College of Science and Engineering, UMN ผ่าน YouTube]

ทีมงานขอรับรองทุกคนว่าเป้าหมายสูงสุดไม่ใช่การพิมพ์สกินไบโอนิกสำหรับหุ่นยนต์ เพื่อช่วยเหลือมนุษยชาติแทน

“ แม้ว่าเราจะยังไม่ได้พิมพ์ลงบนผิวหนังมนุษย์ แต่เราก็สามารถพิมพ์บนพื้นผิวโค้งของมือนางแบบได้โดยใช้เทคนิคของเรา” แมคอัลไพน์กล่าว "เรายังเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่พิมพ์กับผิวหนังและรู้สึกประหลาดใจที่อุปกรณ์มีความไวมากจนสามารถตรวจจับชีพจรของคุณได้แบบเรียลไทม์"

เขายังกล่าวอีกว่าส่วนที่ดีที่สุดของนวัตกรรมมาจากการผลิต

"จากการวิจัยส่วนใหญ่คุณจะค้นพบบางสิ่งบางอย่างและจำเป็นต้องมีการขยายขนาด" ศาสตราจารย์กล่าว "คราวนี้การผลิตถูกสร้างขึ้นในกระบวนการดังนั้นจึงพร้อมที่จะดำเนินการทันที"

การศึกษาตั้งข้อสังเกตว่า "การพิมพ์ 3 มิติที่กำหนดเองของวัสดุและอุปกรณ์ที่ใช้งานได้เปิดเส้นทางใหม่สำหรับการรวมตัวทางชีวภาพของเซ็นเซอร์ต่างๆ ขั้นตอนต่อไปสำหรับทีมวิจัย ได้แก่ การสร้างหมึกเซมิคอนดักเตอร์และในที่สุดก็พิมพ์ลงบนร่างกายมนุษย์

สามารถดูบทความวิจัยฉบับเต็มได้ที่ไฟล์ วัสดุขั้นสูง เว็บไซต์วารสาร

ดูเพิ่มเติม: นักศึกษาวิทยาลัยพิมพ์ 3D รีเทนเนอร์ราคาถูก DIY เพื่อแก้ไขฟันคดของเขา


ดูวิดีโอ: จะเปนอยางไรถาคณมองทะลผานผวหนงของคณได (มิถุนายน 2021).