Die menschliche Haut ist faszinierend und hat viele Funktionen. Eine davon ist der Tastsinn, bei dem vielfältige Informationen aus der Umgebung verarbeitet werden. Das funktioniert nur, weil die Hautoberfläche flexibel und bestens vernetzt ist. Schon lange versuchen Wissenschaftler, diese Eigenschaften auch auf künstliche Haut zu übertragen, um zum Beispiel Roboter oder Prothesen damit auszustatten. Im Vergleich zu menschlicher Haut könnte elektronische Haut sogar zusätzliche Fähigkeiten haben, zum Beispiel einen Orientierungssinn im Magnetfeld.
Ein großes Hindernis für die Verwirklichung einer funktionierenden elektronischen Haut stellt bisher noch die praktikable Vernetzung und Ansteuerung der einzelnen Sensoren dar. Erste Demonstratoren funktionieren so, dass jeder einzelne Sensor einer flächenhaften Anordnung separat kontaktiert und adressiert werden muss. Um die nötige Verkabelung zu umgehen, ist hier der Technologieschritt nötig, der seinerzeit die Schaltkreise zum integrierten Mikrochip gebracht hat: die Integration einzelner Magnetsensoren mit weiteren elektronischen Komponenten wie zum Beispiel Signalverstärker und die Entwicklung von vollintegrierten Systemen.
Robustes System für die elektronische Haut
Forscher aus Dresden, Chemnitz und Osaka stellen nun ein neues magnetisches Sensorsystem vor, das wegweisend für diese Integration ist. Es besteht aus einer Anordnung von 2 mal 4 Magnetsensoren, einem organischen Bootstrap-Schieberegister zur Ansteuerung der Sensormatrix und organischen Signalverstärkern. Das Besondere ist, dass alle elektronischen Komponenten auf organischen Dünnschichttransistoren basieren und in einer einzigen Plattform integriert sind.
Die Forscher konnten zeigen, dass das System eine hohe magnetische Empfindlichkeit aufweist und die zweidimensionale Magnetfeldverteilung in Echtzeit abbilden kann. Außerdem ist es sehr robust gegenüber mechanischer Verformung, wie Biegen, Knittern oder Knicken.
Neben der vollständigen Systemintegration ist auch die Verwendung von organischen Bootstrap-Schieberegistern ein wichtiger Entwicklungserfolg auf dem Weg zur elektronischen Haut.
Die Forscher wollen im nächsten Schritt die Anzahl der Sensoren pro Oberfläche erhöhen und die elektronische Haut auf größere Oberflächen ausdehnen.
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