Fig. 1. Imagem tátil usando condutores universais. Crédito:Universidade de Osaka
Tocar, ou detecção tátil, é fundamentalmente importante para uma variedade de aplicações da vida real, da robótica à medicina cirúrgica e às ciências do esporte. Os sensores táteis são modelados no sentido biológico do tato e podem ajudar os pesquisadores a entender a percepção e o movimento humanos. Pesquisadores da Universidade de Osaka desenvolveram agora uma nova abordagem para medição de distribuição de pressão usando tecnologia de imagem tátil.
A pressão é uma das principais características do toque, e a imagem tátil pode ser usada para medir as distribuições de pressão ou tensão em um objeto de interesse. A abordagem atual mais comum para imagens táteis envolve o uso de uma série de sensores compostos de materiais sensíveis à pressão. Contudo, tais matrizes requerem processos de fabricação complexos e colocam limitações no projeto do sensor, daí a necessidade de um novo método, agora descrito em um artigo em Transações IEEE em Eletrônica Industrial .
"A pressão entre dois condutores está diretamente relacionada à resistência elétrica de contato entre eles, "afirma Osamu Oshiro da Universidade de Osaka." Usamos essa relação para desenvolver um sensor composto de um par de condutores eletromecanicamente acoplados, onde um condutor tinha uma função de condução e o outro desempenhava a função de sonda. Este sensor não necessita de materiais sensíveis à pressão e é mais simples de fabricar. "
Essa estratégia permitiu o desenvolvimento de um sensor tátil universal para medição de distribuição de pressão de contato usando materiais condutores simples, como tinta de carbono. O conceito de design combinou inovação em tecnologia mecatrônica, que permitiu o desenvolvimento de um sensor flexível com base em condutores convencionais conectados a eletrodos, com uma abordagem baseada em tomografia para determinar a distribuição de pressão entre os condutores acoplados.
O método proposto melhorou as técnicas anteriores de detecção tátil com base na tomografia de impedância elétrica para fornecer sensores com alta precisão posicional, sensibilidade e alcance ajustáveis, e um processo de fabricação relativamente simples. "Os sensores podem ser realizados usando vários materiais condutores, incluindo tecidos e tintas condutoras, "diz o autor principal Shunsuke Yoshimoto." Sensores flexíveis do tipo folha foram fabricados, junto com sensores em forma de dedo produzidos pelo revestimento de estruturas impressas em 3-D com tinta condutora, para ilustrar possíveis aplicações práticas. "
Fig. 2. Princípio do sensor e ilustração da relação entre a resistência elétrica de contato e a pressão de contato. Crédito:Universidade de Osaka
A facilidade de ajuste da sensibilidade e da faixa de detecção e a precisão da estimativa de pressão significam que esta abordagem de imagem tátil deve permitir o controle avançado de robôs polivalentes. "Espera-se que esses sensores sejam aplicáveis em campos, incluindo operação de dispositivos remotos e automação industrial, "afirma o co-autor Yoshihiro Kuroda.
Fig. 3. Visão geral das seções principais do sistema de detecção. Crédito:Universidade de Osaka