许多哺乳动物和昆虫,都能利用胡须和一部分毛发来感受风和探知周围环境。研究人员早就意识到,人造电子胡须可以帮助机器人感知周围的世界,但是直到今天,在胡须传感器方面的尝试都显得很笨拙。近日,美国加州大学伯克利分校的武井国治(Kuniharu Takei,音译)和余志彬(Zhibin Yu,音译)等人利用尖端材料,开发出了与真正胡须的敏感度和尺寸相似的人造电子胡须。
该研究团队在柔韧的硅橡胶线的表面上覆盖了一层碳纳米管和银纳米粒子的复合材料。碳纳米管具有可弯曲性和耐久性,而银纳米粒子则能使其测量出微小的压力变化。当胡须发生弯曲时,其内部的电阻就会发生变化。通电后,研究人员可以测量出内部电阻的变化以及胡须弯曲的程度。该方案比之前进行的实验要灵敏10倍以上,最低可以分辨出1帕斯卡(1牛/平方米)的压强差异。
将这种电子胡须组成阵列,可以将气流变化情况实时绘成精确的二维或三维图像。该研究成果刊登在《美国科学院院刊》(PNAS)上。该团队称,这项技术能帮助工程师开发出更易于穿戴在身上的电子产品(如灵活的心脏检测仪),以及为机器设计出更灵敏的传感器。