皮膚の表面に貼り付けられ、体のさまざまな部分からの生体力学的信号をカスタマイズ可能に検出できる一連の柔軟な触覚センサーを想像してください。そのフィクションのような超物質は、最近の研究のおかげで現実に近づいています。

で勉強雑誌に掲載されました科学の進歩、北京大学の研究者らは、感知ユニットとして 3D マイクロひずみゲージを利用した一連の柔軟なモジュール式触覚センサーを開発し、圧力の高密度マッピング、生体力学的信号の無線モニタリング、温度、垂直力、せん断力の分離測定を実現しました。。

この論文の責任著者である北京大学のHan Mengdi氏は、「これらの3Dマイクロひずみゲージは、柔軟な触覚センサーや電子スキンの開発に刺激的な可能性をもたらします。リソグラフィー技術と互換性のあるプロセスを使用して平面ひずみゲージを3D形状に変換することで、センシングモダリティを拡張し、触覚センシングの空間密度を向上させることができます。」

薄膜応力によって駆動される 3D マイクロひずみゲージは、優れた一貫性と安定性を示し、優れた並列処理能力と大量処理能力を示します。このプロセスは微細加工（マイクロメートルスケール以下の小型構造を製造するプロセス）と完全に互換性があり、高速で安定した転写方法により、マイクロエレクトロニクスやマイクロエレクトロニクスとのシームレスな統合が可能です。

「3D マイクロひずみゲージの処理技術に基づいて、センサーの性能を迅速にカスタマイズできます」と博士の Chen Xu 氏は述べています。ハンの研究室の学生であり、論文の共同筆頭著者。

「3D微細構造の形状、薄膜の各層の厚さ、封入ポリマーの厚さを調整することで、触覚センサーの感度やその他の特性を簡単に変更できます。」これにより、さまざまなニーズを満たす柔軟な触覚センサーと電子スキンを迅速にカスタマイズするための強固な基盤が提供されます。

「各柔軟なセンサーには、直角に配向された 4 つの 3D マイクロひずみゲージが含まれており、法線力とせん断力を正確に分離して、外力の方向と大きさを決定できます。センサーには温度検知モジュールも組み込まれています。」と博士のイーラン・ワン氏は述べています。。ハンの研究室の学生であり、論文の共同筆頭著者。

「また、一連の 3D マイクロひずみゲージを使用して、皮膚界面での法線力とせん断力の時空間マッピングをサポートするクロストーク防止回路も設計しました」と Wang 氏は付け加えました。

これらの 3D マイクロひずみゲージは、マイクロエレクトロニクスとマクロエレクトロニクスの両方との互換性を示し、ロボット工学から生物医学までの潜在的な応用の機会を提供します。家電。この技術的アプローチは、柔軟な触覚センサーのセンシング性能と統合ソリューションを強化し、マイクロエレクトロニクスとマイクロエレクトロニクスにおける大きなチャンスをもたらします。