Sensores táctiles universales avanzados usando conductores electromecánicamente acoplados

El tacto, o sensores táctiles, es fundamentalmente importante para una gama de aplicaciones reales, desde robótica hasta medicina quirúrgica y ciencia deportiva. Los sensores táctiles se modelan en el sentido biológico del tacto y pueden ayudar a los investigadores a entender la percepción y el movimiento humano. Un nuevo enfoque para la medición de distribución de presión usa tecnología de imagen táctil.

El enfoque más común actual para la imagen táctil implica el uso de un array de sensores compuestos de materiales sensibles a la presión; sin embargo, tales arrays requieren procesos de fabricación complejos y limitan el diseño del sensor. La presión entre dos conductores está directamente relacionada con la resistencia de contacto eléctrico entre ellos. Usando esta relación, se desarrolló un sensor compuesto por un par de conductores electromecánicamente acoplados, donde un conductor tiene una función de excitación y el otro realiza la función de sonda. El sensor no necesita materiales sensibles a la presión y es más simple de fabricar.

Esta estrategia permitió el desarrollo de un sensor táctil universal para medición de distribución de presión de contacto usando materiales conductores simples como pintura de carbono. El concepto de diseño combina innovación en tecnología mecatrónica —que permitió el desarrollo de un sensor flexible basado en conductores convencionales conectados a electrodos— con un enfoque basado en tomografía para determinar la distribución de presión a través de los conductores acoplados.

El método propuesto mejoró las técnicas previas de sensores táctiles basados en tomografía de impedancia eléctrica para proporcionar sensores con alta precisión posicional, sensibilidad y rango ajustables, y un proceso de fabricación relativamente simple. Los sensores pueden realizarse usando varios materiales conductores, incluyendo tejidos y pinturas conductivas. Se fabricaron sensores flexibles tipo lámina, junto con sensores en forma de dedo producidos recubriendo estructuras impresas en 3D con pintura conductiva.

La facilidad de ajuste de la sensibilidad y el rango de detección y la precisión de estimación de presión significa que este enfoque de imagen táctil se espera que permita control avanzado de robots multipropósito. Los sensores podrían usarse en campos como operación remota de dispositivos y automatización industrial.