(Phys.org) —Los investigadores han fabricado una piel inteligente que se autoalimenta mediante el contacto de fricción con los objetos que toca. Cuando una abeja se arrastra por la piel inteligente, la piel no solo siente al insecto, También utiliza la carga triboeléctrica espontánea que se acumula entre la abeja y la piel inteligente para potenciar su capacidad de detección. eliminando la necesidad de baterías. La piel inteligente podría tener aplicaciones para robots, sistemas de inteligencia artificial, y miembros biónicos para amputados.

Los investigadores, dirigido por Haixia Zhang en la Universidad de Pekín en Beijing, han publicado un artículo sobre la nueva piel inteligente en un número reciente de ACS Nano .

"Para pieles electrónicas convencionales o pieles inteligentes, todos necesitan una fuente de alimentación, "Zhang dijo Phys.org . "Este es un problema grave. Es incómodo para los usuarios tomar una piel inteligente flexible y liviana junto con una batería dura y pesada que puede funcionar solo durante horas. La piel inteligente autoamplificada resuelve fundamentalmente este problema ".

Como explican los científicos, Las cargas triboeléctricas ocurren en cualquier lugar donde dos objetos se toquen entre sí, aunque estos cargos son tan pequeños que a menudo se pasan por alto.

"Imagina un escenario en el que caminas hacia una mesa para tomar una taza de café, "Dijo Zhang." Se generarán cargas opuestas en la superficie de sus zapatos y el suelo. Luego, cuando levantas la taza para beber, las cargas opuestas se generarán en la palma de tu mano y en el asa de la taza. Es más, cuando te tragas el café, las cargas incluso se generarán entre la superficie de su tracto digestivo y el café. Utilizamos estos cargos espontáneos, pero a menudo ignorados, para hacer que nuestra piel inteligente sea totalmente autónoma ".

Este método de autoalimentación es posible porque la piel inteligente consume muy poca energía en primer lugar. La mayoría de las otras pieles inteligentes desarrolladas anteriormente son digitales, lo que significa que su sensibilidad de resolución está determinada por una cuadrícula de píxeles. El aumento de la resolución generalmente requiere aumentar el número de píxeles y electrodos.

A diferencia de, la nueva piel inteligente utiliza un método analógico que requiere solo cuatro electrodos. Los electrodos se colocan en cuatro extremos opuestos de la piel inteligente. Cuando un objeto, como un dedo, aplica una presión a la piel inteligente, genera una corriente a través de la piel que induce un voltaje en cada electrodo. Dado que la distancia entre la fuerza aplicada y cada electrodo es diferente, el voltaje en cada electrodo también será diferente, y los voltajes relativos se pueden utilizar para señalar la ubicación de la fuerza aplicada.

"Usamos las cargas triboeléctricas espontáneas, combinado con inducción electrostática plana, sentir el tacto aplicado en la piel inteligente, ", Dijo Zhang." Las cargas triboeléctricas ocurren en todas partes en nuestra vida diaria cuando dos superficies se tocan. Y cuando una superficie cargada se acerca a un bloque de metal (o electrodo), inducirá las cargas opuestas, que es el efecto de inducción electrostática. La intensidad del efecto de inducción electrostática depende de la distancia entre la superficie cargada y el metal ".

Los experimentos de los investigadores demostraron que, cuando se envuelve alrededor de una mano robótica, la piel inteligente analógica puede determinar la ubicación de una fuerza aplicada con una resolución media de 1,9 mm. Para demostrar la alta sensibilidad de la piel inteligente a fuerzas muy pequeñas, los investigadores demostraron que la piel inteligente puede detectar la presencia de una abeja melífera de 0,16 gramos, así como un grillo saltador.

En el futuro, los investigadores esperan mejorar aún más la piel inteligente aumentando su resolución y sensibilidad de detección, que se puede abordar a bajo costo ya que estas mejoras no requieren electrodos adicionales. Los investigadores también planean desarrollar formas de proteger la piel inteligente de la interferencia del medio ambiente y otros componentes electrónicos. lo que plantea un problema para cuando la piel inteligente se integra en teléfonos móviles.

"En comparación con las pieles digitales inteligentes que se han estudiado ampliamente, Las pieles inteligentes analógicas aún necesitan un estudio más profundo, "Dijo Zhang." Las pieles inteligentes analógicas tienen ventajas obvias en cuanto a resolución y consumo de energía. Espero que nuestro trabajo pueda llamar más la atención sobre las pieles inteligentes analógicas ".

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