Инженеры из Техаса создали революционный мягкий датчик давления, устраняющий проблемы чувствительности в носимых устройствах

Медицинские сенсорные технологии за последние годы сделали огромный шаг вперед: появились носимые устройства, способные отслеживать пульс, функцию мозга, биомаркеры впоте и многое другое. Однако у существующих датчиков давления есть одна серьезная проблема: даже незначительное давление, такое как тугая рубашка с длинным рукавом над датчиком, может сбить их показания.

Инженеры из Техаса решили эту проблему, которая мучила отрасль годами. Они разработали первый в мире гибридный подход к сенсированию, позволяющий устройству обладать свойствами двух основных типов датчиков, используемых сегодня.

"Сфера гибких датчиков давления крайне насыщена, и после двух десятилетий мы уперлись в бутылочное горлышко, потому что никто не мог решить компромисс между давлением и чувствительностью", — говорит Наншу Лу, доцент кафедры авиационной инженерии и инженерной механики. "Это первый датчик, способный использовать новый гибридный режим для выдерживания давления без значительного снижения чувствительности".

Современные мягкие датчики давления обычно состоят из трех слоев — деформируемого чувствительного слоя, зажатого между парой электродов. Эти датчики обычно делятся на две категории: пьезоемкостные и пьезорезистивные.

Команда Лу использовала электрически проводимый и высокопористый нанокомпозит в качестве чувствительного слоя и добавила дополнительный изолирующий слой, что придало датчику способности обоих типов. Именно этот новый гибридный сенсинг позволяет ему лучше выдерживать давление.

"При приложении внешнего давления чувствительность снижается, но остается на уровне других датчиков при нулевом давлении", — отмечает Лу.

Лу давно является пионером в этой области, прежде всего благодаря своей технологии электронных татуировок — серии устройств настолько легких и эластичных, что их можно размещать на сердце, мозге или мышцах на длительные периоды с минимальным или нулевым дискомфортом.

Теперь она работает над тем, чтобы материал датчика можно было обернуть практически вокруг любого объекта, наделив его чувствительностью человеческой кожи. Самое очевидное применение — обертывание роботизированных рук и пальцев, чтобы дать им способность распознавать объекты прикосновением. Но возможностей гораздо больше. "Применения могут быть неограниченными", — говорит Лу. "Эластичная электронная кожа может быть обернута вокруг практически любого объекта".