Пневматическая панель датчиков
В технике, например самолетостроении, используют два основных типа приводов и датчиков, электромагнитные и пневматические. В компьютерной технике и небольших электронных приборах чаще применяют датчики первого типа — резистивные и емкостные сенсорные панели удобны благодаря богатству извлекаемой ими информации. Например, тачпад ноутбука может определить место касания, его давление и площадь, детектировать несколько касаний одновременно.
Мягкие пневматические датчики, в которых сигнал передается давлением жидкости, пока менее распространены. Однако они нужны там, где применение электричества нежелательно, например из-за опасности взрыва или в сильных электромагнитных полях. Исследователи из Университета Тампере под руководством Вильмы Лампинен (Vilma Lampinen) впервые разработали мягкую панель таких датчиков.
Микропневматический тачпад полностью изготовлен из квадратного листа мягкого силикона размером в несколько сантиметров. Внутри и вдоль него проходят 32 прямых жидкостных канала диаметром в доли миллиметра каждый. Одна их половина соединяет две противоположных стороны квадрата, вторая половина пересекает первую под прямым углом и соединяет две другие стороны. Таким образом каналы создают координатную сетку в плоскости тачпада. Измерение динамики сопротивления потоку жидкости в каждом канале позволяет точно определить область, величину и скорость деформации панели при внешнем воздействии. Мягкий тачпад чувствует два одновременных прикосновения. Он даже может определять буквы, прочерченные на нем пальцем.
Новая работа открывает путь к замене электронных тактильных датчиков в непригодных для их работы условиях. Например, в сильном магнитном поле медицинских приборов для магниторезонансной томографии пневматический сенсор прямо во время сканирования пациента позволит управлять хирургическими операциями или взятием биопсии у раковых больных. Пневматический датчик можно использовать в условиях сильной радиации или электромагнитного излучения, а также там, где опасна даже небольшая искра, например при спасательных работах в шахтах.
Гибкость позволяет покрывать сенсорами мягких роботов, которые обычно передвигаются с помощью пневматических приводов. В результате датчики смогут отображать место, силу и площадь прикосновения по всей поверхности устройства. Усовершенствованные датчиками протезы конечностей приобретут чувство осязания, а на производственных и складских линиях мягкие роботизированные руки с безопасными и дешевыми в производстве датчиками смогут деликатно захватывать разные предметы. Статья о пневматическом датчике появилась в журнале Advanced Intelligent Systems.