Ученые из Georgia Tech создали пьезоэлектрические транзисторы, способные создавать тактильную картинку. Попросту говоря, это гибкий пластик, похожий на пластик для ламинирования бумаг, который позволит роботам «почувствовать» прикосновения к различным предметам.
Новый материал состоит из пучков вертикальных нанопроводов, сделанных из оксида цинка. Массив нанопроводов способен превращать давление (от удара, касания и т.п.) непосредственно в электронные управляющие сигналы. Это обеспечит реалистичное осязание для протезов или роботов, предназначенных для самых мелких манипуляций, например хирургических операций или взаимодействия с людьми.
В настоящее время ученые испытывают материал с массивом из более 8000 пьезоэлектрических транзисторов, каждый из которых в ответ на механическое воздействие может независимо генерировать электронный управляющий сигнал.
Эти сенсорные транзисторы, названные таксели (taxels) обладают высоким разрешением и чувствительностью сравнимой с чувствительностью человеческого пальца. До сих пор подобных передовых тактильных систем не было, и разработчики ждут настоящего прорыва в робототехнике.
Вертикально выровненные таксели работают с биполярными транзисторами, которые в отличие от обычных управляют током посредством особого эффекта: электрические заряды, генерируются на барьере Шоттки нанопроводами-пьезоэлектриками. Массив такселов плотностью 234 пикселя на дюйм имеет разрешение более 100 мкм и может обнаруживать изменения давления на величину около 10 кПа, что сравнимо с чувствительностью человеческой кожи.
Изготавливается новый материал относительно несложно: методом химического роста при температуре 85-90 градусов по Цельсию. Таксели состоят из пучков, собранных из примерно 1500 отдельных нанопроводов диаметром от 500 до 600 нанометров.
Новый материал, без сомнения, найдет широчайшее применение в самых различных областях: от сканеров отпечатков пальцев и сенсорных экранов в смартфонах, до систем телеуправления космическими аппаратами и роботами-хирургами.