Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Teknologi

Lebih banyak kulit elektronik yang terasa seperti kulit – ScienceDaily


Bagaimana jika kita tidak memiliki kulit? Kita tidak akan memiliki indra peraba, tidak ada deteksi rasa dingin atau sakit, membuat kita tidak mampu menanggapi situasi apa pun. Kulit bukan hanya cangkang pelindung organ, tetapi lebih merupakan sistem sinyal untuk bertahan hidup yang memberikan informasi tentang rangsangan atau suhu eksternal, atau observatorium meteorologi yang melaporkan cuaca. Reseptor taktil, dikemas rapat di seluruh kulit, merasakan suhu atau rangsangan mekanis – seperti menyentuh atau mencubit – dan mengubahnya menjadi sinyal listrik ke otak.

Tantangan untuk kulit elektronik, yang sedang dikembangkan untuk digunakan pada kulit buatan atau robot mirip manusia seperti humanoid, adalah membuatnya merasakan suhu dan gerakan seperti yang dirasakan kulit manusia sebanyak mungkin. Selama ini terdapat kulit elektronik yang dapat mendeteksi pergerakan atau suhu secara terpisah, namun tidak ada yang dapat mengenali keduanya secara bersamaan seperti kulit manusia.

Sebuah tim penelitian gabungan yang terdiri dari profesor POSTECH Unyong Jeong dan Dr. Insang You dari Departemen Ilmu dan Teknik Material, dan Profesor Zhenan Bao dari Universitas Stanford telah bersama-sama mengembangkan kulit elektronik ion multimodal yang dapat mengukur suhu dan stimulasi mekanis di waktu yang sama. Hasil penelitian yang dipublikasikan pada tanggal 20 November edisi Ilmu, dicirikan dengan membuat struktur yang sangat sederhana dengan menerapkan sifat khusus dari konduktor ion.

Terdapat berbagai reseptor taktil di kulit manusia yang dapat mendeteksi suhu panas atau dingin serta sensasi sentuhan lainnya seperti mencubit, memutar, atau mendorong. Melalui reseptor tersebut, manusia dapat membedakan antara rangsangan mekanis dan suhu. Kulit elektronik konvensional yang dibuat sejauh ini memiliki masalah kesalahan besar dalam mengukur suhu jika rangsangan mekanis diterapkan pada kulit.

Kulit manusia bebas merenggang namun tidak bisa pecah karena penuh dengan elektrolit, sehingga tim peneliti gabungan membuat sensor untuk menggunakannya. Mereka juga memanfaatkan fakta bahwa bahan konduktor ion yang mengandung elektrolit dapat memiliki sifat terukur yang berbeda sesuai dengan frekuensi pengukurannya. Berdasarkan temuan baru, reseptor buatan multifungsi diciptakan yang dapat mengukur sensasi sentuhan dan suhu pada saat yang bersamaan.

Selain itu, tim peneliti menurunkan variabel – waktu relaksasi muatan dan kapasitansi yang dinormalisasi – yang hanya merespons suhu di konduktor ion dan variabel yang hanya merespons rangsangan mekanis. Keluaran variabel dapat diperoleh dengan mengukur hanya pada dua frekuensi pengukuran. Waktu relaksasi muatan, yaitu waktu yang diperlukan untuk menghilangkan polarisasi ion, dapat mengukur suhu dan tidak merespons gerakan, dan kapasitansi yang dinormalisasi dapat mengukur gerakan tanpa merespons suhu.

Reseptor buatan dengan struktur elektroda-elektrolit-elektroda sederhana ini memiliki potensi komersialisasi yang besar dan secara akurat mengukur suhu objek yang diterapkan serta profil arah atau regangan pada rangsangan eksternal seperti meremas, mencubit, menyebarkan dan memutar.

Kulit ion-elektronik multimodal, yang dapat dengan bebas diregangkan atau dimodifikasi tetapi juga dapat mendeteksi suhu, diantisipasi dapat diterapkan pada sensor suhu yang dapat dikenakan atau pada kulit robot untuk robot mirip manusia seperti humanoid.

“Saat jari telunjuk menyentuh kulit elektronik, kulit elektronik mendeteksi kontak sebagai perubahan suhu, dan ketika jari mendorong kulit, bagian belakang area kontak meregang dan mengenalinya sebagai gerakan,” jelas Dr. Insang You dari POSTECH siapa penulis pertama makalah ini. “Saya menduga bahwa mekanisme ini adalah salah satu cara kulit manusia yang sebenarnya mengenali rangsangan yang berbeda seperti suhu dan gerakan.”

“Studi ini adalah langkah pertama dalam membuka pintu untuk penelitian kulit elektronik multimodal menggunakan elektrolit,” kata Profesor Unyong Jeong dari POSTECH dan penulis terkait. “Tujuan akhir dari penelitian ini adalah untuk menciptakan kulit ion-elektronik buatan yang mensimulasikan reseptor taktil manusia dan neurotransmiter, yang akan membantu memulihkan indera peraba pada pasien yang kehilangan sensasi sentuhan karena sakit atau kecelakaan.”

Riset ini dilakukan dengan dukungan dari Global Frontier Project dan Program Peneliti Karir Menengah Kementerian Sains dan TIK, serta Program Pengembangan Teknologi Strategis Industri Kementerian Perdagangan, Industri dan Energi Korea.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney