Ein hochsensitiver taktiler Sensor mit einer Pyramidenschlusselstruktur zur Erkennung von Druck, Scherkräften und Torsion

Zusammenfassung Sensoren, die externe mechanische Kräfte erkennen und unterscheiden, sind ein Hauptbestandteil in der Entwicklung elektronischer taktiler Systeme, die die multifunktionalen Eigenschaften der menschlichen Haut nachahmen können. Diese Studie demonstriert eine Pyramidenschlusselstruktur für hochsensible taktile Sensoren, die es ihnen ermöglicht, Druck, Scherkräfte und Torsion zu erkennen. Das Gerät besteht aus einem pyramidalen ionischen Gel, das von neuralen Mechanorezeptoren inspiriert ist, und gravierten Elektroden. Basierend auf einer Pyramidenschlusselstruktur unterscheidet sich der Deformationsmechanismus zwischen verschiedenen Arten äußerer mechanischer Belastungen. Der Sensor bietet hohe Sensitivitäten von 1.93 kPa −1, 29.88 N −1 und 3.39 (N cm) −1 und einen breiten Erkennungsbereich für taktile alltägliche Aktivitäten. Darüber hinaus könnte dieser taktile Sensor durch eine der beiden Umwandlungsmethoden (kapazitive Umwandlung und piezoresistive Umwandlung) arbeiten. Es wird gezeigt, dass dieser taktile Sensor verwendet werden kann, um Veränderungen in elektrischen Signalen zu überwachen, die von menschlichem Atmen bis zu willkürlichem Mehrfachberühren durch Menschen reichen.