25/10/2024
Door Ad Spijkers
Finse onderzoekers hebben 's werelds eerste zachte touchpad ontwikkeld die de kracht, het gebied en de locatie van contact kan detecteren zonder elektriciteit.
Het apparaat maakt gebruik van pneumatische kanalen, waardoor het kan worden gebruikt in omgevingen die niet geschikt zijn voor elektronische apparaten. Apparaten zoals zachte robots, MRI-scanners en revalidatiehulpmiddelen kunnen profiteren van deze nieuwe technologie.
Touchpad
Onderzoekers van Tampere University (180 km ten noorden van Hensinki) hebben een touchpad ontwikkeld die de kracht, het gebied en de locatie van contact kan detecteren zonder elektriciteit. Daarvoor waren traditioneel elektronische sensoren nodig, maar het nieuw ontwikkelde touchpad heeft geen elektriciteit nodig. Voor detectie gebruikt het pneumatische kanalen die in het apparaat zijn ingebed.
Het apparaat is volledig gemaakt van zachte siliconen en bevat 32 kanalen elk slechts een paar honderd micrometer breed, die zich aanpassen aan aanraking. Het apparaat kan de kracht, het gebied en de locatie van aanraking detecteren. Het is nauwkeurig genoeg om handgeschreven letters op het oppervlak te herkennen en kan het zelfs meerdere gelijktijdige aanrakingen onderscheiden.
In magneetvelden
Elektronische sensoren kunnen stoppen met functioneren in extreme omstandigheden, zoals in een sterk magnetisch veld. Omdat het nu ontwikkelde touchpad niet elektrisch is, heeft het geen last van een sterk magnetisch veld, waardoor het geschikt is voor gebruik in apparaten zoals MRI-machines. Het pneumatische apparaat kan ook worden gebruikt bij sterke straling of omstandigheden waarin zelfs een kleine vonk van elektriciteit een ernstig gevaar zou opleveren.
De flexibiliteit van siliconen als materiaal maakt de integratie van sensoren mogelijk in toepassingen waar traditionele harde elektronica niet kan worden gebruikt. Hiertoe behoren zachte robots, die zijn gemaakt van zachte rubberachtige materialen en doorgaans bewegen met behulp van pneumatische kracht.
De sensortechnologie die in het touchpad wordt gebruikt, maakt het bijvoorbeeld mogelijk dat, als er kankergezwellen worden gevonden tijdens een MRI-scan, een pneumatische robot een biopsie kan nemen terwijl de patiënt wordt gescand. De sensortechnologie stuurt deze robot aan, samen met de gegevens die door de MRI-beelden worden geproduceerd.
Revalidatie
Data die door sensoren worden verzameld, kunnen worden toegevoegd aan zachte, niet-elektrische apparaten. Hierdoor zal het in de toekomst mogelijk zijn om de locatie, kracht en het aanraakgebied over het gehele oppervlak van het apparaat in kaart te brengen.
Behalve zachte robots zouden geavanceerde handprotheses ook profiteren van het toevoegen van een tastzin. Zachte robothanden kunnen worden gebruikt om huidige handprothesen te vervangen, bijvoorbeeld op productielijnen. Omdat ze zacht zijn, zijn ze veiliger, lichter en mogelijk goedkoper om te produceren. Aanraaksensoren rond de hand zouden ook een delicatere grip mogelijk maken.
Draagbare apparaten van zachte materialen kunnen ook worden gebruikt bij revalidatie, bijvoorbeeld als bewegingshulpmiddelen. Zachtheid verbetert het comfort in vergelijking met vergelijkbare harde apparaten.
Foto: Jonne Renvall / University of Tampere