Исследователи из Университета Циндао в Китае разработали сенсорный датчик, который настолько чувствителен, что не требует прикосновений. Напечатанный на 3D-принтере материал определяет и распознает объекты на расстоянии до 10 см.
Ученые напечатали на 3D-принтере композитные пленки, в которых объединили в форме сетки графитовый нитрид углерода с полидиметилсилоксаном. Эти материалы отличаются высокой диэлектрической проницаемостью — способностью сохранять электрическую энергию в электрическом поле. При этом композит обладает низкой проницаемостью, а потому датчик чувствителен к электрическим полям.
Проверяя возможности материала и используя собственные пальцы в качестве обнаруживаемых объектов, исследователи показали, что сетка «обнаруживает» пальцы на расстоянии от 0,5 до 10 см и не требует физического контакта, четко идентифицируя палец как 3D-объект. Аналогичная точность распознавания форм и движений подтвердилась в других экспериментах.
Иллюстрация работы датчика (слева) и изменение электроемкости в зависимости от расстояния от датчика до объекта (справа). Изображение: Bingxiang Li et al., Science and Technology of Advanced Materials, CC BY-NC 4.0 DEED
После успешной проверки работы датчиков исследователи интегрировали их в печатную плату, чтобы создать единую систему, способную удаленно отслеживать движения человека. «Умная кожа» с датчиками, крепится к запястью, обеспечивая постоянное соединение с устройством, предназначенным для захвата и беспроводной передачи трехмерной формы объектов на смартфоны, умные часы и компьютеры в режиме реального времени с использованием связи 4G.
Технология подойдет для использования, в том числе, в робототехнике и медицине, считают разработчики. Например, бесконтактные сенсоры позволят роботам и слабовидящим людям безопасно обходить препятствия, а инженерам — дистанционно управлять приборами и компьютерами на производстве.
