Détection de structures sans contact
Des capteurs tactiles ne nécessitant pas de contact direct offrent une nouvelle sensibilité pour la reconnaissance robotique de structures 3D et la transmission sans fil de données
Un tout nouveau type de capteur tactile destiné à la robotique et à d’autres applications de bio-mimétisme (bioniques) est si sensible qu’il fonctionne même sans contact direct entre le capteur et les objets détectés. Il détecte les interférences dans le champ électrique entre un objet et le capteur, jusqu’à 100 millimètres de l’objet. Les chercheurs de l’université de Qingdao en Chine, avec des collaborateurs en Chine et en Corée du Sud, décrivent leur innovation dans la revue Science and Technology of Advanced Materials.
Les peaux électroniques sont devenues un élément crucial des robots bioniques, leur permettant de détecter et de réagir rapidement aux stimuli externes. Cela peut permettre aux systèmes robotiques d’analyser la forme d’un objet et, le cas échéant, de le saisir et de le manipuler.
Les capteurs de la plupart des systèmes actuels reposent sur un contact direct qui provoque une déformation physique d’une couche de contact, entraînant des changements dans la capacité électrique. Malheureusement, l’uniformité de la réponse à différentes régions limite la sensibilité et les capacités globales de ces systèmes.
« Pour améliorer la sensibilité et la polyvalence, nous avons mis au point de nouveaux films composites dotés de propriétés électriques surprenantes et très utiles », explique Xinlin Li, de l’équipe de l’université de Qingdao.
L’aspect le plus surprenant est apparu lorsque les chercheurs ont combiné deux matériaux ayant une constante diélectrique élevée – une mesure de leur réponse aux champs électriques. Ce composite présentait une constante diélectrique étonnamment faible, un résultat contre-intuitif qui convient parfaitement à la fabrication d’un capteur plus sensible aux champs électriques.
Le composite est constitué de petites quantités de nitrure de carbone graphitique ajoutées au polydiméthylsiloxane. Elle peut être fabriquée et traitée par une méthode d’impression 3D spécifique, appelée « dispensing printing », qui permet un contrôle précis de la structure et du motif de l’encre à haute viscosité imprimée. L’équipe s’en est servie pour fabriquer une grille capable de détecter des objets situés à une distance comprise entre 5 et 100 millimètres de la surface de l’objet. Ils ont testé les capacités de la grille en utilisant les doigts des chercheurs comme objets détectés, alors qu’ils s’approchaient de la grille mais sans entrer en contact avec elle.
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