Sensor untuk Beragam Aplikasi Digital

Teknokrat global mengembangkan sebuah jenis sensor yang multiaplikasi. Sensor ini menggunakan "elastomer piezoresistif," yang mengubah hambatan listrik yang kemudian memberikan data untuk penginderaan pada tubuh.

Ilmuwan menciptakan sensor untuk beragam keperluan digital. Aplikasi yang banyak digunakan dari sensor ini sangat beragam, mulai dari atletik hingga pemantauan kesehatan. Selain itu bisa digunakan untuk sesuatu yang mendeteksi perangkat palsu.

Teknologi yang disebut iSoft ini mampu merasakan secara real-time, atau tanpa jeda waktu, serta dapat melakukan penginderaan "multimodal", atau merasakan berbagai rangsangan seperti kontak yang terjadi secara terus menerus dari ke segala arah.

"Hal terbaru dari iSoft adalah bahwa ia tidak memerlukan kabel atau elektronika apa pun di dalam materinya," kata Karthik Ramani, Profesor Teknik Mesin dan Direktur Lab Desain Purdue University. Ramani memimpi penelitian ini bersama sejumlah rekannya.

"Platform ini menyediakan kemampuan untuk merancang dan menyesuaikan sensor lembut. Bahkan jika Anda tidak memiliki pengetahuan profesional tentang elektronika sekalipun, Anda dapat memodifikasi objek apa pun dengan perangkat ini, termasuk objek dengan bentuk yang kompleks," tambah Ramani.

Sensor yang fleksibel serta dapat digunakan seperti ini, kini sedang dikembangkan untuk mengukur dan melacak gerak tubuh serta tugas-tugas lain yang lebih komplek terkait dengan banyak potensi terkait anatomi manusia. Agar sensor bisa dipakai dan bekerja dengan benar, maka sensor haruslah bisa berubah bentuk sesuai keinginan.

Tidak seperti beberapa sensor lembut yang dikembangkan sebelumnya, iSoft dapat menangani kontak terus menerus dan juga dapat dengan mudah dimodifikasi untuk keperluan khusus.

Sensor menggunakan "elastomer piezoresistif," dimana jika sensor disentuh maka mengubah hambatan listrik yang kemudian memberikan data penginderaan. "Kami mengusulkan cara murah dan mudah untuk membuat sensor lembut berbasis piezoresistif-elastomer untuk interaksi instan," kata Ramani.

Teknologi yang dapat dipakai seperti pakaian "cerdas" adalah pasar yang sedang berkembang, sebagaimana dibuktikan oleh jeans Levi terbaru dan jaket yang terhubung dengan perangkat lain dan Internet.

Platform iSoft menjanjikan berbagai aplikasi, mulai dari terknologi kulit buatan untuk robotika hingga pemantauan kesehatan, kedokteran olahraga dan lain sebagainya. Teknologi ini memiliki tomografi impedansi listrik - atau teknik EIT - untuk memperkirakan perubahan distribusi resistansi pada sensor yang disebabkan oleh kontak pada ujung jari.

Sistem ini juga menggunakan algoritma yang dikembangkan tim yang disebut update baseline dinamis untuk EIT yang mengkompensasi "elastisitas rebound", yang biasanya menyebabkan penundaan sinyal sementara elastomer kembali ke bentuk aslinya. Pembaruan dasar ini dipicu oleh sentuhan kontak dan pendeteksian gerakan.

"Selanjutnya, kami mendukung penginderaan peregangan searah menggunakan pendekatan berbasis model yang bekerja secara terpisah dengan penginderaan kontak yang terus-menerus," kata Ramani.

"Kami juga menyediakan toolkit untuk perangkat lunak bagi para pengguna untuk merancang dan menerapkannya dengan tampilan yang disesuaikan. Toolkit kustomisasi ini memungkinkan pengguna melakukan interaksi langsung setelah diaplikasikan tanpa perlu pelatihan tambahan," tambah Ramani.

Tim memvalidasi kinerja kontak dan peregangan penginderaan melalui serangkaian eksperimen dan evaluasi. Perangkat sensor ini adalah lembaran tipis dan kenyal dengan elektroda di sekelilingnya.

Perangkat ini memanfaatkan bahan yang disebut karet silikon berlapis karbon, bahan piezoresistif yang tidak beracun dimana bahan ini telah banyak dieksplorasi dalam penelitian untuk berbagai jenis sensor berbiaya rendah.

"Namun, keterbatasan interaksi terutama disebabkan oleh elastisitas rebound material, yang menyebabkan pemulihan sinyal penginderaan lambat setelah terjadi deformasi material," kata Ramani.

Proses update baseline yang dinamis memecahkan masalah, sementara teknik tomografi impedansi listrik memungkinkan untuk membuat sensor dengan cara "volume tunggal", atau menggunakan elektroda hanya di pinggiran bahan, sehingga menghilangkan kebutuhan akan kabel dan sensor invasif di dalam bahannya.

Makalah ini ditulis oleh Ramani bersama mahasiswa doktoral Ke Huo serta rekan penelitian postdoctoral Yunbo Zhang dan juga mahasiswa pascasarjana Guiming Chen; dan mahasiswa doktoral Luis Paredes. Patennya sendiri telah diajukan oleh Purdue Research Foundation's Office of Techn.

nik/berbagai sumber/E-6