La pelle umana è un affascinante organo multifunzionale con proprietà uniche che derivano dalla sua natura flessibile e compiacente. Consente l'interfacciamento con l'ambiente fisico esterno attraverso numerosi recettori interconnessi con il sistema nervoso. Gli scienziati hanno cercato a lungo di trasferire queste caratteristiche sulla pelle artificiale, mirando ad applicazioni robotiche.

I sistemi robotici fanno molto affidamento sulle funzionalità di rilevamento del campo magnetico e elettronico necessarie per il posizionamento e l'orientamento nello spazio. Molta ricerca è stata dedicata all'implementazione di queste funzionalità in modo flessibile, modulo conforme. I recenti progressi nei sensori flessibili e nell'elettronica organica hanno fornito importanti prerequisiti. Questi dispositivi possono operare su superfici morbide ed elastiche, mentre i sensori percepiscono varie proprietà fisiche e le trasmettono tramite circuiti di lettura.

Per replicare fedelmente la pelle naturale, è necessario interconnettere un gran numero di singoli sensori. Questo compito impegnativo è diventato un grosso ostacolo nella realizzazione della pelle elettronica. Le prime dimostrazioni si basavano su una serie di sensori individuali indirizzati separatamente, che inevitabilmente ha portato a un numero enorme di connessioni elettroniche. Per ridurre il cablaggio necessario, importante tecnologia doveva essere sviluppata, vale a dire, circuiti elettronici complessi, sorgenti di corrente e interruttori dovevano essere combinati con sensori magnetici individuali per ottenere dispositivi completamente integrati.

Ricercatori di Dresda, Chemnitz e Osaka hanno ora presentato un pionieristico sistema di sensori magnetici a matrice attiva in un recente articolo pubblicato su Progressi scientifici . Il sistema di sensori è costituito da un array 2 x 4 di sensori magnetici, un registro a scorrimento bootstrap organico necessario per controllare la matrice del sensore, e amplificatori di segnale organici. Tutti i componenti elettronici sono basati su transistor organici a film sottile e sono integrati in un'unica piattaforma.

I ricercatori hanno dimostrato l'elevata sensibilità magnetica del sistema, e può acquisire la distribuzione bidimensionale del campo magnetico in tempo reale. È anche molto robusto contro la deformazione meccanica, come piegarsi, pieghe o attorcigliamenti. Oltre alla completa integrazione del sistema, l'uso di registri a scorrimento bootstrap organici è un passo di sviluppo molto importante verso la pelle elettronica a matrice attiva per applicazioni robotiche e indossabili.

Prof. Dott. Oliver G. Schmidt, direttore del Leibniz Institute for Solid State and Materials Research di Dresda, dice, "Le nostre prime funzionalità magnetiche integrate dimostrano che i sensori magnetici flessibili a film sottile possono essere integrati all'interno di circuiti organici complessi. La natura ultra-compatibile e flessibile di questi dispositivi è una caratteristica indispensabile per le applicazioni moderne e future come la robotica morbida, impianti e protesi. Il prossimo passo è aumentare il numero di sensori per superficie e ampliare la pelle elettronica per adattarla a superfici più grandi".