Bei Berührung Licht 23.08.2013, 11:53 Uhr

US-Wissenschaftler entwickelten interaktive Roboterhaut

Eine elektronische Haut, die leuchtet, wenn sie berührt wird, haben  Wissenschaftler der Universität Berkeley entwickelt. Grundlage ist ein flexibles, berührungsempfindliches Kunststoffmaterial. Ausgestattet mit einer solcher E-Skin werden Roboter zu empfindsamen Wesen – und es sind eine Reihe weiterer Anwendungen möglich.

In der elektronischen Haut befinden sich Sensoren, die auf Licht und Temperatur reagieren.

In der elektronischen Haut befinden sich Sensoren, die auf Licht und Temperatur reagieren.

Foto: Ali Javey/Chuan Wang

Technisch besteht die E-Skin aus einem Polymer, das auf einen Siliziumwafer aufgebracht wird. Hat das Polymer ausgehärtet, werden die elektronischen Bauteile eingesetzt. Danach wird der Polymerfilm von dem Träger abgezogen. Der aktuelle Prototyp besteht aus einer Anordnung von 16×16 Pixeln. Jedes Pixel enthält einen Transistor, eine organische Leuchtdiode (OLED) sowie einen Drucksensor. Wird die elektronische Haut berührt, leuchten die OLEDs je nach Druckstärke unterschiedlich hell. 

Nanotechnologie

Die sogenannte E-Skin basiert auf Arbeiten des Elektroingenieurs und Computerwissenschaftlers Ali Javey. Seine Gruppe entwickelte Prozesse, die auf Methoden aus der traditionellen Siliziumherstellung aufbauen, um verschiedene organische und anorganische Komponenten zuverlässig auf Kunststoffsubstraten aufzubringen. Javeys Gruppe hatte bereits zuvor ein Netzwerk aus hochauflösenden Drucksensoren entwickelt, die aus Nanodrähten bestanden, die eine relativ große Kunststofffläche abdecken. Damit lassen sich Berührungen sehr genau digital auslesen.

Elektronische Haut: Die dunklen Quadrate sind jeweils ein Pixel. 

Elektronische Haut: Die dunklen Quadrate sind jeweils ein Pixel. 

Quelle: Universität Berkeley

Mit der neuen Arbeit hat das Team nun einen Feld-Drucksensor entwickelt, mit dem Menschen direkt interagieren können. Javey und seine Kollegen entschieden sich dafür, den flexiblen Kunststoff optisch reagieren zu lassen. „Das ist eines der komplexesten Systeme seiner Art, die jemals gezeigt wurden“, sagt Javey stolz. Als Nächstes will der Forscher weitere Sensoren in die E-Skin integrieren, die auf Licht und Temperatur reagieren.

Medizinische Anwendung

Die E-Skin eignet sich aber nicht nur als Haut für Roboter. Für das flexible System sind viele Anwendungen denkbar. Sie könnte beispielsweise auch eine Tapete zu einem Touchscreen machen oder als Bedienelement auf dem Armaturenbrett angebracht werden. Selbst eine Anwendung im Gesundheitswesen ist möglich: „Ich kann mir auch eine Bandage aus einer E-Skin vorstellen“, sagt Chuan Wang aus dem Entwicklerteam. Die werde um den Arm gelegt „und überprüft ständig den Blutdruck und die Pulsfrequenz“.

Von Andrea Ziech

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