הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר סקירה
סקירה זו מדגישה התקדמות עדכנית בטכנולוגיות עור אלקטרוניות, תוך הדגש על חישה מישושית רב-מודלית, ארכיטקטורות גמישות ורכישת נתונים בעוצמה נמוכה. פלטפורמת תדרים היברידית בת 36 ערוצים מדגימה זיהוי מישושי בזמן אמת ואינטראקציה רובוטית. הכיוונים העתידיים מתמקדים בשיפור אחידות בשטחים גדולים, כיול חכם ותפיסה אדפטיבית ליישומים מעשיים של עור רובוטיים.
טכנולוגיות עור אלקטרוני (E-skin) מדמות את היכולות המישושיות והחושיות של העור האנושי, ומאפשרות תחושת לחץ, מתח, טמפרטורה וגירויים חיצוניים נוספים עבור רובוטים חכמים ומערכות לבישות. סקירה זו מסכמת את ההתקדמות האחרונה בחומרים, עיצובים מבניים, מנגנוני חישה ואינטגרציה ברמת המערכת, אשר קידמה את הביצועים והפונקציונליות של פלטפורמות E-skin. מוקדש דגש מיוחד על חישה מישושית רב-מודלית ואסטרטגיות רכישת אותות מוטמעות, המאפשרות זיהוי בזמן אמת של דפוסים ומחוות מישוש. התקדמות בארכיטקטורות גמישות, דגימת תדרים היברידית ומעגלי איסוף נתונים בעלי צריכת חשמל נמוכה שיפרו את האמינות, היכולת להרחבה ולרזולוציה הזמנית של מערכות E-skin מודרניות. כהדגמה, פותחה על ידי המחברים פלטפורמת חישה טקטילית היברידית בתדר 36 ערוצים כדי להמחיש את היישום המעשי של מיזוג אותות רב-מודלי ואינטראקציה רובוטית. לבסוף, האתגרים הנוכחיים וכיוונים עתידיים – כולל אחידות בשטחים גדולים, כיול חכם ותפיסה אדפטיבית – נדונים כדי להנחות את המעבר מאב-טיפוס מעבדה ליישומי עור רובוטיים ניתנים לפריסה.
E-skin מייצג דור חדש של מערכות אלקטרוניות רכות המסוגלות לחקות את תכונות החישה והפונקציונליות של עור האדם. על ידי זיהוי גירויים מכניים ותרמיים כמו לחץ, מאמץ, טמפרטורה והחלקה, E-skin מאפשר למכונות לתפוס את סביבתן באופן דמוי אדם. מאז העבודה המוקדמת של סומיה ועמיתיו שהציגה אלקטרוניקה גמישה בהשראת עור, המחקר בתחום זה התקדם במהירות במדעי החומרים, הנדסת מכשירים ואינטגרציית מערכות 1,2.
ההתפתחויות הראשונות ב-E-skin התמקדו בעיקר ביצירת חומרים נמתחים ומוליכים שיכולים לשמור על יציבות חשמלית תחת עיוות מכני. קומפוזיטים פולימריים מוליכים, ננו-חומרים פחמניים ואלקטר....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
סקירה כללית של ארכיטקטורות עור אלקטרוניות
ניתן לראות ב-E-skin מערכת אלקטרונית רכה היררכית המשלבת שכבות חישה, רכישה, עיבוד ותקשורת למבנה מאוחד. כל שכבה ממלאת תפקיד ייחודי בהפיכת גירויים פיזיים חיצוניים למידע דיגיטלי משמעותי שניתן לפרש על ידי מכונות או בני אדם. איור 1 מספק סכמטיקה קונספטואלית של ארכיטקטורת ארבע השכבות הזו ושל זרימת האותות המתאימה.
בשכבת החישה, מערכי חיישנים גמישים ונמתחים מזהים גירויים מכניים או תרמיים כגון לחץ, מאמץ או טמפרטורה. אלמנטים אלו מיוצרים על מצעים אלסטומריים ולעיתים קרובות משתמשים בגאומטריות מיקרו-מבניות לשי....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למרות התקדמות מהירה בחומרים, באינטגרציה של מערכות ופרשנות נתונים, טכנולוגיות עור אלקטרוני (E-skin) עדיין מתמודדות עם מספר מחסומים לפני שניתן יהיה לבצע פריסה מעשית רחבת היקף. נדרשים שיפורים באמינות מכנית, בקנה מידה ובאוטונומיה חכמה כדי ליצור פלטפורמות אלקטרוניות חדות באמת. עור אלקטרוני תלוי בחומרים גמישים ונמתחים שיכולים לשמור על רגישות תחת עיוות מתמשך; עם זאת, עייפות מכנית ארוכת טווח, התדרדרות סביבתית וסטייה בסיסית נותרו בלתי פתורות. השגת אחידות וחזרתיות בייצור בשטחים גדולים מציבה גם מכש.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים מנוגדים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.