에서 연구자 imec 겐트 대학의 관련 연구소는 인간이나 로봇 피부로 유연한 표면에 사용에 대한 전단 센서를 조작하는 혁신적인 방법을 발명했습니다. 새로운 센서는 얇고 유연한 기판에 포함된 광학 기술을 기반으로하고 있습니다.
전단 센서 측정 전단 응력, 재료의 표면에 평행하게 적용됩니다 즉 스트레스로 수직으로 적용되는 응력에 반대했다. 대부분의 전단 센서는 마이크로 전자 기계 시스템 (MEMS)을 기반으로하고 있으며, 엄격한시 기판에 가공하고 있습니다. 이러한 센서는 높은 밀도와 감도를 가질 수 있지만, 그들은 상당히 두껍고 유연성 부족입니다. 또한, 그들의 활동은 전기 측정을 기반으로, 그래서 그들은 전자기 간섭에 민감하다는 것입니다.
전단 응력을 통해 변형 실리콘 레이어와 센서 스택의 스키마.
unobtrusively 전단 응력을 측정할 수있는 센서에 대한 상당한 수요가있다. 이것은 콤팩트하고 유연하게 할 것입니다, 그래서 그들은 움직이는 신체 부위에 사용하고 곡선 표면을 감싸 수 있습니다. 수요가 특히 의지와 몸통 사이의 피부 마찰을 측정 예를 들어, 전단 센서를 사용하는 것이 의료 사회에서 온다. 그러나 그들은 다른 응용 분야에도 사용할 수 있습니다. 로봇에서 예를 들어, 유연한 전단 센서는 민감한 인공 피부를 만드는 도움을 줄 수 있습니다.
Imec 연구팀은 최근 광학 기술을 사용하여 이러한 유연한 전단 센서를 조작하는 방법에보고했습니다. 광학 센서는 높은 감도, 넓은 동적 범위를 가지고 있고, 전자기 간섭 소음에 민감한되지 않습니다. 또한 그들은 그들이 잠재적으로 매우 컴팩트 강력하고 유연하게, 유연 기판에 포함되어 있습니다.
혁신적인 센서는 매우 얇고 유연한 기판 (50μm까지)에 광학 구성 요소를 삽입 수있는 프로세스를 만들 수 있습니다. 하나는 이러한 센서는 수직 캐비티 표면 발광 레이저 (VCSEL) 소스와 실리콘으로 만들어진 투명한 deformable 레이어로 구분하여 photodiode로 구성된 스택입니다. 스택에서 VCSEL 및 photodiode 서로 얼굴과 스택에 적용에는 전단 응력이없는 경우 photodiode 가장 레이저 광을 캡처하도록 정렬됩니다. 전단 응력이 적용되면 레이저와 photodiode 서로 상대적으로 이동합니다. photodiode 잡혀 레이저 빛의 변화는 전단 응력에 대한 측정하기위한 한 방법입니다.
프로토 타입 센서는 실리콘 소재 Sylgard 184의 레이어를 사용하여 만들어졌다. 실리콘 소재의 변형 적용 전단 응력에 선형 반응을 보여주었다. 다음 단계에서, 연구자는 또한 전단 응력의 방향을 나타낼 수 있도록 센서 디자인을 적응하기 위해 노력하고 있습니다.