Il sensore ottico imita il tocco umano

Costruita utilizzando guide d'onda polimeriche incorporate in silicone, la tecnologia potrebbe trasformare robotica, protesi e dispositivi indossabili di nuova generazione dando alle macchine un senso tattile che rivaleggia con il tocco umano.



I ricercatori in Giappone hanno svelato un sensore di touch ottico flessibile in grado di misurare sia la posizione che la resistenza della pressione, segnando un potenziale salto in avanti per robotica, protesi ed elettronica indossabile.Segnalato in Optics Express, il sensore sottile di wafer raggiunge un'elevata sensibilità e stabilità, offrendo un'interfaccia tattile che imita il senso sfumato di tocco umano.


Il dispositivo, sviluppato da un team dell'Università di Keio, utilizza la gomma siliconica incorporata con guide d'onda ottiche polimeriche multiple.A differenza dei progetti convenzionali che si basano su un singolo percorso di input-output, questo approccio multicanale consente al sensore di individuare contemporaneamente la pressione in più punti.A soli 500 micron di spessore e misurando 5 x 1,5 centimetri, il prototipo ha dimostrato una risoluzione spaziale di circa 1,5 mm, abbastanza FINE da rilevare la pressione a livello di punta simile a quella di toccare uno schermo di smartphone.

L'innovazione dipende dal metodo di fabbricazione delle zanzare del team, che utilizza una siringa per iniettare resina in un foglio di polimero liquido prima della cura UV.Questo processo consente il cablaggio 3D di guide d'onda ottiche all'interno di PDM flessibili (polidimetilsilossano), creando percorsi di luce sottili che si piegano quando viene applicata la pressione.I cambiamenti risultanti nell'intensità della luce rivelano sia la forza che la posizione del tatto.

I test hanno mostrato che il sensore ha reagito entro 33 millisecondi, mantenendo la sensibilità compresa tra 8,7 e 10,9 dB/MPa e dimostrando resiliente rispetto all'uso ripetuto.A differenza dei progetti precedenti incorporando fibre di vetro rigide, questo approccio offre sensibilità sintonizzabile e una maggiore flessibilità di progettazione.I ricercatori prevedono di espandere la tecnologia alle strutture 3D di guide ad onda incrociata, migliorando la risoluzione e ridimensionandola per superfici tattili più grandi e ad alta densità.Oltre alla robotica e alle protesi, le potenziali applicazioni vanno da strumenti chirurgici che percepiscono la consistenza dei tessuti ai dispositivi indossabili con feedback di pressione in tempo reale.


Man mano che il rilevamento tattile diventa centrale per le interfacce di prossima generazione, questo avanzamento sottolinea un turno: le macchine possono presto "sentirsi" con precisione senza precedenti, sfocando la linea tra tocco artificiale e umano."Creando più canali ottici, stiamo aprendo le porte a sensori tattili scalabili e altamente adattabili", ha affermato il Lead Project Lead Takaaki Ishigure.Tale tecnologia, ha spiegato, potrebbe concedere un tocco di precisione a robot per una collaborazione più sicura per il robot umano o fornire agli utenti protesici un feedback più vicino alla sensazione naturale.