Robotik

Solarbetriebene E-Skin könnte die Prothetik auf die nächste Stufe bringen

Solarbetriebene E-Skin könnte die Prothetik auf die nächste Stufe bringen


Prothetische Gliedmaßen spielen bereits eine wichtige Rolle im Leben von Amputierten, da sie alltägliche Aufgaben so effizient wie möglich erledigen können. Was aber, wenn ein Amputierter oder Roboter auch den Tastsinn erlangen könnte? Was ist, wenn es auch möglich ist, die Temperatur, den Druck und das Gefühl des Dings zu spüren, das Sie berühren oder halten möchten? Glücklicherweise hat ein Team der Universität Glasgow diese geniale Idee durch die Entwicklung einer prothetischen E-Haut in die Realität umgesetzt.

Dr. Ravinder Dahiya [Bildquelle: Die Universität von Glasgow]

Prothetische E-Skin-Zusammensetzung

Ein Artikel wurde vom Team am 22 veröffentlichtnd vom März 2017, genannt “Energieautonome, flexible und transparente taktile Haut”, Die eine neue Struktur synthetischer Haut beschreibt, die auf Sensoren reagieren kann, die es einer Handprothese ermöglichen, effizienter zu funktionieren als eine normale Prothese.

Die taktile Haut besteht aus einer einzelnen Schicht Graphen, die transparent und empfindlich ist, und einer Photovoltaikzelle unter dieser Schicht, die als Energiequelle fungiert und die flexible, energieunabhängige, elektronische Haut antreibt. Die Transparenzcharakteristik der Graphenschicht ist vorteilhaft, da sie es der Photovoltaikschicht ermöglicht, Licht effizient zu nutzen. Da die empfindliche Graphenschicht nur eine Quelle mit geringer Leistung von 20 Nanowatt pro Quadratzentimeter benötigte, wird die für die Stromversorgung der E-Skin erforderliche Photovoltaikfläche reduziert. Darüber hinaus wurde die Empfindlichkeit der E-Skin durch die Verwendung einer komplizierten Materialschicht erreicht. Das clever strukturierte E-Skin-Pflaster wurde dann in eine Handprothese eingearbeitet, um die Leistung dieser neu erfundenen Technologie zu testen.

Griffigkeit der Handprothese

Das Forschungsteam gab der Hand den Befehl, einen Softball zu greifen, was es erfolgreich schaffte. Es greift den Ball geschickt auf einem anderen Druckniveau, indem es (A) den taktilen Rückkopplungssensor deaktiviert und (B) aktiviert.

[Bildquelle: AFM]

Forschungsherausforderungen

Obwohl die Energie effizient genutzt und die E-Skin mit Strom versorgt wird, besteht einer der Nachteile der Photovoltaikzelle darin, dass sie mehr Energie als nötig liefert. Derzeit kann die gewonnene zusätzliche Energie nicht in der E-Skin gespeichert werden, und das Wissenschaftlerteam arbeitet daran, Wege zu finden, um nicht verbrauchte Energie auf verschiedene Speichereinheiten wie Batterien umzuleiten.

ThDie Forscher sind auch optimistisch, einen Weg zu finden, um die Motoren der Handprothese und nicht nur der E-Haut durch den Einsatz von Photovoltaikzellen anzutreiben. Diese innovative und geniale Technologie zielt auch darauf ab, die Funktionalität von Robotern zu verbessern. Dies würde bedeuten, dass Roboterglieder auch Empfindlichkeitseigenschaften besitzen würden, um Fehler zu reduzieren und Verletzungen von Menschen zu vermeiden.

Dr. Ravinder Dahiya und sein Team von der Universität Glasgow haben einen so wichtigen Durchbruch bei der Revolutionierung von Prothesen erzielt, indem sie ihm eine lebensechte Sensibilität verliehen haben. Er hofft, dass der Prototyp E-Skin und Extremität in den nächsten zwei Jahren weiterentwickelt wird.

Quelle:Energieautonome, flexible und transparente taktile HautCarlos García Núñez, William Taube Navaraj, Emre O. Polat und Ravinder Dahiya *

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