Viene mostrato un layout di progettazione dell'e-skin artificiale sviluppato dagli ingegneri della UC Berkeley. I ricercatori hanno utilizzato uno stampo a forma di lettera C - per Cal - per verificare che l'e-skin potesse mappare correttamente il suo profilo di pressione. Credito:Ali Javey e Kuniharu Takei
I maghi della biotecnologia hanno progettato una pelle elettronica in grado di percepire il tatto, in un passo importante verso la robotica e gli arti protesici di nuova generazione.
Il materiale testato in laboratorio risponde a quasi le stesse pressioni della pelle umana e con la stessa velocità, hanno riportato nel giornale britannico Materiali della natura.
Rimangono ostacoli importanti, ma l'exploit è un progresso verso la sostituzione dei robot goffi e delle braccia artificiali di oggi con strumenti più intelligenti, aggiornamenti sensibili al tocco, loro credono.
"Gli esseri umani generalmente sanno come tenere un uovo fragile senza romperlo, " ha detto Ali Javey, professore associato di informatica presso l'Università della California a Berkeley, che ha guidato uno dei gruppi di ricerca.
"Se mai avessimo voluto un robot in grado di scaricare i piatti, ad esempio, vorremmo assicurarci che non rompa i bicchieri di vino nel processo. Ma vorremmo anche che il robot afferri la pentola senza farla cadere".
La "e-skin" realizzata dal team di Javey comprende una matrice di nanofili fatti di germanio e silicio arrotolati su un film di poliimmide appiccicoso.
Il team ha quindi posizionato sopra dei transistor su nanoscala, seguito da un flessibile, gomma sensibile alla pressione. Il prototipo, misura 49 centimetri quadrati (7,6 pollici quadrati), può rilevare pressioni comprese tra 0 e 15 kilopascal, paragonabile alla forza usata per attività quotidiane come digitare su una tastiera o tenere un oggetto.
Un approccio diverso è stato adottato da un team guidato da Zhenan Bao, una professoressa associata di origine cinese alla Stanford University in California che si è guadagnata la reputazione di una delle migliori donne chimiche negli Stati Uniti.
Il loro approccio è stato quello di utilizzare un film di gomma che cambia spessore a causa della pressione, e impiega condensatori, integrato nel materiale, per misurare la differenza. non si può allungare, anche se.
Questa è un'illustrazione artistica di una e-skin artificiale con circuiti a matrice attiva a nanofili che coprono una mano. Si tiene un uovo fragile, illustrando la funzionalità del dispositivo e-skin per applicazioni protesiche e robotiche. Credito:Ali Javey e Kuniharu Takei
"Il nostro tempo di risposta è paragonabile a quello della pelle umana, è molto, molto veloce, in millisecondi, o millesimi di secondo, " Bao ha detto all'AFP. "Ciò significa in termini reali che possiamo sentire la pressione istantaneamente".
I risultati sono "importanti pietre miliari" nell'intelligenza artificiale, ha commentato John Boland, un nanoscienziato al Trinity College di Dublino, Irlanda, che ha salutato in particolare l'uso di componenti di lavorazione a basso costo.
Nella ricerca di sostituire i sensi umani con l'elettronica, esistono buoni sostituti per la vista e il suono, ma in ritardo per l'olfatto e il gusto.
Tocco, anche se, è ampiamente riconosciuto come il più grande ostacolo.
Anche le azioni quotidiane di routine, come lavarsi i denti, girare le pagine di un giornale o vestire un bambino piccolo sconfiggerebbe facilmente i robot di oggi.
Bao ha aggiunto importanti avvertimenti sulle sfide future.
Uno riguarda il miglioramento dei nuovi sensori. Rispondono a una pressione costante, mentre nella pelle umana sono possibili sensazioni più complesse.
Questo perché le cellule sensibili alla pressione nella pelle possono inviare diverse frequenze di segnale, ad esempio, quando sentiamo qualcosa di doloroso o acuto, la frequenza aumenta, avvisandoci della minaccia.
Inoltre, Bao ha avvertito, "collegare la pelle artificiale con il sistema nervoso umano sarà un compito molto impegnativo".
Questa è un'immagine ottica di un dispositivo e-skin completamente fabbricato con circuiti a matrice attiva a nanofili. Ogni quadrato scuro rappresenta un singolo pixel. Credito:Ali Javey e Kuniharu Takei, UC Berkeley
"In definitiva, in un futuro molto lontano, vorremmo creare una pelle che funzioni davvero come la pelle umana e poterla connettere alle cellule nervose del braccio e quindi ripristinare la sensazione.
"Inizialmente, il prototipo che immaginiamo sarebbe più simile a un dispositivo portatile, o forse un dispositivo che si collega ad altre parti del corpo che hanno la sensazione della pelle.
"Il dispositivo genererebbe un impulso che stimolerebbe altre parti della pelle, dare il tipo di segnale "la mia mano (artificiale) sta toccando qualcosa", ad esempio."
Nel futuro, la pelle artificiale potrebbe essere costellata di sensori che rispondono a sostanze chimiche, agenti biologici, temperatura, umidità, radioattività o inquinanti.
"Ciò sarebbe particolarmente utile nelle applicazioni in cui vogliamo inviare robot in ambienti, compreso lo spazio, dove potrebbe essere pericoloso per gli umani andare, " ha detto Bao. "Potrebbero raccogliere informazioni e inviarlo indietro."
(c) 2010 AFP
