วัสดุพื้นผิวไบโอนิคที่เป็นมิตรต่อการสัมผัสสำหรับหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์

ซิลิโคนไบโอนิคแบบทั่วไปที่ใช้กับผิวหนังไบโอนิคพร้อมเซ็นเซอร์สัมผัสที่ยืดหยุ่นในตัวมีจุดปวดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สี่จุด ประการแรก ร่องรอยการนำไฟฟ้าจะถูกสึกกร่อน: โมเลกุลขนาดเล็กที่ตกค้างในสูตรซิลิโคนธรรมดาจะค่อยๆ กัดเซาะฟิล์มนำไฟฟ้าและร่องรอยการนำไฟฟ้าระดับนาโนเมื่อสัมผัสกับเซ็นเซอร์แบบยืดหยุ่นเป็นเวลานาน ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของความต้านทานและวงจรเปิด และนำไปสู่ความล้มเหลวในการทดสอบความน่าเชื่อถือของต้นแบบ ประการที่สอง ความร้อนในการบ่มสูงทำให้ส่วนประกอบเสียหาย ความร้อนสูงที่ปล่อยออกมาในระหว่างการบ่มด้วยซิลิโคนสามารถเผาฟิล์มตรวจจับที่ไวต่อความร้อนที่มีความยืดหยุ่นในการห่อหุ้มการหล่อและเศษตัวอย่างโดยตรง ประการที่สาม การเปลี่ยนรูปแบบอะซิงโครนัสทำให้เกิดสัญญาณแฮปติกที่บิดเบี้ยว ความไม่ตรงกันระหว่างโมดูลัสยืดหยุ่นของซิลิโคนและฟิล์มเซนเซอร์ทำให้เกิดการบีบและยืดออกของอาร์เรย์การตรวจจับในระหว่างการงอนิ้วและการบิดข้อต่อ การถ่ายโอนแรงดันที่ไม่สม่ำเสมอ และการกระโดดของสัญญาณและการหน่วงเวลา ส่งผลให้เกิดการตัดสินที่ผิดพลาดเกี่ยวกับการรับรู้การสัมผัสของมนุษย์ ประการที่สี่ ข้อบกพร่องในการขึ้นรูปบางเฉียบ ซิลิโคนธรรมดาจะทำให้เกิดฟองและรูเข็มได้ง่ายเมื่อสร้างผิวหนังแบบสัมผัสบางๆ ช่องว่างระหว่างเซ็นเซอร์และซิลิโคนทำให้การส่งผ่านแรงดันอ่อนลง และลดความไวต่อการสัมผัส

ผิวหนังไบโอนิกระบบสัมผัสดังกล่าวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในมือที่คล่องแคล่วเหมือนมนุษย์ หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ระบบสัมผัสทั้งร่างกาย อุปกรณ์ทดสอบไบโอนิคเพื่อการฟื้นฟู และแพลตฟอร์มทดสอบสัมผัสระหว่างมนุษย์และเครื่องจักร ต้นทุนด้านการวิจัยและพัฒนาของโครงการเหล่านี้สูงและส่วนประกอบการตรวจจับมีราคาแพง ความไม่เข้ากันของวัสดุจะทำให้ต้นแบบเสียหาย ขยายวงจรการวิจัยและพัฒนา และทำให้ต้นทุนโครงการเพิ่มขึ้นอย่างมาก ตลาดต้องการวัสดุพื้นผิวไบโอนิคโดยเฉพาะอย่างเร่งด่วน ซึ่งยังคงรักษาพื้นผิวที่สมจริง ในขณะเดียวกันก็เข้ากันได้ตามธรรมชาติกับเซ็นเซอร์สัมผัสที่ยืดหยุ่น

โดยมุ่งเป้าไปที่ปัญหาความเข้ากันได้ของวัสดุของผิวหนังไบโอนิคด้วยเซ็นเซอร์สัมผัสที่ยืดหยุ่นแบบฝังไว้ บริษัท Shenzhen Hong Ye Jie Technology ได้ทำกระบวนการทำให้สูตรบริสุทธิ์ การปรับเปลี่ยนโมเลกุล และการตรวจสอบความเข้ากันได้ของเซ็นเซอร์เสร็จสมบูรณ์หลายรอบ และได้เปิดตัวซิลิโคนสกินไบโอนิคซับสเตรตที่มีความยืดหยุ่นซึ่งเข้ากันได้กับเซ็นเซอร์ การทำให้บริสุทธิ์อย่างล้ำลึกถูกนำมาใช้เพื่อกำจัดโมเลกุลขนาดเล็กที่กัดกร่อนฟิล์มนำไฟฟ้า และทำให้เกิดการรบกวนต่ำและไม่กัดกร่อนต่อวงจรการตรวจจับที่ยืดหยุ่น ระบบการบ่มที่ได้รับการปรับปรุงช่วยลดการปล่อยความร้อน การขึ้นรูปแบบห่อหุ้มด้วยการฉีดครั้งเดียวช่วยปกป้องส่วนประกอบการตรวจจับภายในที่มีอุณหภูมิปฏิกิริยาต่ำ โมดูลัสยืดหยุ่นได้รับการปรับอย่างแม่นยำ ในระหว่างการยืดและการดัดงอ เมทริกซ์ซิลิโคนจะเปลี่ยนรูปพร้อมกันกับฟิล์มตรวจจับ และความดันจะถ่ายโอนไปยังอาร์เรย์การตรวจจับอย่างเท่าเทียมกัน ซึ่งช่วยลดการเคลื่อนตัวของสัญญาณและการบิดเบือนข้อมูลที่เกิดจากการเปลี่ยนรูปได้อย่างมาก และรับประกันการรวบรวมระบบสัมผัสที่เสถียร

จุดแข็งหลักมุ่งเน้นไปที่ความเข้ากันได้ของเซ็นเซอร์ การบ่มด้วยความร้อนต่ำ การเปลี่ยนรูปแบบซิงโครนัสเพื่อการส่งสัญญาณแฮปติกที่เสถียร และการเคลือบที่แน่นหนาสำหรับการขึ้นรูปบางเฉียบ แตกต่างจากซิลิโคนไบโอนิคทั่วไปสำหรับการจำลองลักษณะเท่านั้น วัสดุนี้ได้รับการพัฒนาเป็นพิเศษเพื่อเป็นสารตั้งต้นสำหรับเซ็นเซอร์ที่มีความยืดหยุ่น ในขณะที่ยังคงรักษาความสามารถในการสร้างพื้นผิวของผิวหนังและการต้านทานการฉีกขาดแบบไดนามิกของซิลิโคน สิ่งสำคัญคือให้ความสำคัญกับการทำงานที่มั่นคงในระยะยาวของระบบการตรวจจับแบบสัมผัสในตัว อัตราการหดตัวที่แข็งตัวต่ำเป็นพิเศษสามารถจำลองรูขุมขนและริ้วรอยของผิวหนังมนุษย์ได้อย่างละเอียด แม้กระทั่งผิวที่บางเฉียบ ทำให้เกิดทั้งการจำลองลักษณะที่สมจริงและการรับรู้ระบบสัมผัสที่มีความแม่นยำสูง ประสิทธิภาพการขจัดฟองที่ดีทำให้มั่นใจได้ว่ามีอัตราฟองต่ำสำหรับการขึ้นรูปผิวบางๆ เซ็นเซอร์พอดีกับซิลิโคนอย่างแน่นหนาโดยไม่มีช่องว่าง และลดการสูญเสียสัญญาณแรงดันให้เหลือน้อยที่สุด

เข้ากันได้กับกระบวนการห่อหุ้มแบบเทและเคลือบด้วยแปรง การขึ้นรูปแบบบูรณาการทำให้เกิดผิวสัมผัสแบบคอมโพสิตในขั้นตอนเดียว ทำให้ขั้นตอนการผลิตผิวหนังไบโอนิคง่ายขึ้น และลดความเสี่ยงต่อความล้มเหลวของอินเทอร์เฟซที่เกิดจากการเคลือบเซ็นเซอร์ขั้นที่สอง ประสิทธิภาพของแบตช์มีเสถียรภาพและมีการตรวจสอบตัวบ่งชี้สัญญาณรบกวนต่อแบตช์ เป็นไปตามข้อกำหนดของการสุ่มตัวอย่างต้นแบบขนาดเล็กสำหรับมหาวิทยาลัยและสถาบันการวิจัย ตลอดจนการนำร่องและการจัดซื้อจัดจ้างจำนวนมากขององค์กรหุ่นยนต์

ซิลิโคนผิวไบโอนิคที่มีความยืดหยุ่นและเข้ากันได้กับเซ็นเซอร์นี้ใช้กับผิวหนังระบบสัมผัสของมือที่คล่องแคล่วเหมือนมนุษย์ หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์แบบกระจายการรับรู้ระบบสัมผัสทั้งร่างกาย ต้นแบบการทดสอบปฏิกิริยาโต้ตอบระบบสัมผัสในการวิจัย หุ่นยนต์เชิงโต้ตอบไบโอนิคเพื่อการฟื้นฟู และแพลตฟอร์มทดสอบการรับรู้สัมผัสของเครื่องจักรและมนุษย์ โครงการผิวหนังไบโอนิคทั้งหมดต้องใช้เซ็นเซอร์ความดันฟิล์มบางที่มีความยืดหยุ่นแบบฝัง

เทคโนโลยี Hong Ye Jie ยังคงทำซ้ำเมทริกซ์ซิลิโคนไบโอนิคที่แตกต่างเต็มรูปแบบ โดยครอบคลุมถึงความทนทาน ทนต่อความชื้น ความเหนียวสูง ประสิทธิภาพการทำงานที่สะอาด ความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม การปกป้องด้านสุขอนามัย การต่อต้านริ้วรอยจากสภาพอากาศ ความยืดหยุ่นสูง ป้องกันการเสียรูป ป้องกันไฟฟ้าสถิต การสะสมของฝุ่นต่ำ และซีรีส์ซับสเตรตที่ยืดหยุ่นซึ่งเข้ากันได้กับเซ็นเซอร์ มีการทดสอบตัวอย่างฟรี โมดูลัสยืดหยุ่นที่กำหนดเอง ความแข็งและสีผิว รวมถึงการสนับสนุนทางเทคนิคในการขึ้นรูปแบบเต็มกระบวนการ ช่วยให้หุ่นยนต์ระบบสัมผัสของมนุษย์ทั่วโลกและโครงการวิจัยและพัฒนามือที่คล่องแคล่วสามารถแก้ปัญหาการกัดกร่อนของวงจรและปัญหาการเคลื่อนตัวของสัญญาณระบบสัมผัส ย่นรอบการพัฒนาต้นแบบให้สั้นลง และลดต้นทุนการทำลายส่วนประกอบการตรวจจับที่มีราคาแพง