Ερευνητές ανέπτυξαν έναν πρωτοποριακό αισθητήρα, με μέγεθος μόλις 1,7 χιλιοστά, ο οποίος επιτρέπει σε ρομποτικά εργαλεία και ιατρικές συσκευές να «αισθάνονται» την επαφή με αντικείμενα.
Ο αισθητήρας χρησιμοποιεί το φως αντί για παραδοσιακά ηλεκτρονικά κυκλώματα για να μετρά δυνάμεις και ροπές στρέψης προς όλες τις κατευθύνσεις, φέρνοντας επανάσταση στον χειρισμό ευαίσθητων εργαλείων σε μικροσκοπική κλίμακα.
Η τεχνολογία πίσω από το φως
Σε αντίθεση με τους ογκώδεις παραδοσιακούς αισθητήρες, η νέα συσκευή χρησιμοποιεί μια οπτική ίνα με μια μαλακή άκρη από ελαστομερές. Όταν η άκρη έρχεται σε επαφή με μια επιφάνεια, παραμορφώνεται ελαφρώς, αλλάζοντας τον τρόπο με τον οποίο το φως κατανέμεται στο εσωτερικό της.
- Οπτικό σήμα: Η παραμόρφωση δημιουργεί ένα μοτίβο φωτός που μεταφέρεται μέσω μιας δέσμης οπτικών ινών σε μια κάμερα.
- Ανάλυση δεδομένων: Η εικόνα που καταγράφεται αναλύεται με μεθόδους βασισμένες σε δεδομένα (data-driven), ανακτώντας πληροφορίες για την πίεση και τη στρέψη σε ένα μόνο βήμα.
- Απλότητα: Η χρήση ενός μόνο οπτικού καναλιού καταργεί την ανάγκη για πολύπλοκες καλωδιώσεις ή πολλαπλά αισθητήρια στοιχεία.
Εφαρμογές στη χειρουργική και τη ρομποτική
Ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας, Jianlong Yang από το Πανεπιστήμιο Jiao Tong της Σαγκάης, τονίζει ότι η τεχνολογία αυτή είναι ιδανική για την ελάχιστα επεμβατική χειρουργική.
Τα ρομποτικά συστήματα που λειτουργούν σε εξαιρετικά στενούς χώρους, όπως στο εσωτερικό του ματιού, θα μπορούν πλέον να ανιχνεύουν την μη ασφαλή επαφή και να προσαρμόζουν τις κινήσεις τους σε πραγματικό χρόνο.
Σε δοκιμές με μοντέλα ιστών, ο αισθητήρας κατάφερε να εντοπίσει κρυμμένες δομές (όπως έναν σκληρό όγκο μέσα σε μαλακό ιστό) αναγνωρίζοντας τις διαφορές στη δυσκαμψία.
Το μέλλον της έρευνας
Παρά τα εντυπωσιακά αποτελέσματα, η έρευνα βρίσκεται ακόμα σε στάδιο εργαστηριακής επικύρωσης. Τα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν τη βελτίωση της παραγωγικής διαδικασίας και την ενσωμάτωση του αισθητήρα σε πραγματικά ρομποτικά συστήματα. Πριν την εμπορική του διάθεση, απαιτείται περαιτέρω ανάπτυξη ώστε η συσκευή να είναι αξιόπιστη για μακροχρόνια χρήση σε ιατρικά και βιομηχανικά περιβάλλοντα.