ENGINEERINGNET.BE - In de industrie werken mensen samen met robots. Dit verhoogt de productiviteit, maar brengt wel veiligheidsrisico's met zich mee. Daarom moeten sommige robots uit de buurt van mensen blijven. Dit zorgt voor hoge kosten en een verslechtering van de interactie tussen mens en robot.
Als er op robots sensoren zouden zitten om een persoon te detecteren, zijn deze problemen op te lossen. Veel van de huidige sensoren zijn gebaseerd op siliciumcomponenten, maar deze zijn stijf en dik. Dit maakt het moeilijk en duur om ze op de buitenkant van een robot te plaatsen.
"Het alternatief is flexibele geprinte elektronica, maar dit soort elektronica heeft minder mogelijkheden in vergelijking met siliciumchips", aldus Eugenio Cantatore van TU Eindhoven.
"Dit type elektronica is traag en lawaaierig, wat de nauwkeurigheid negatief beïnvloedt. Maar in tegenstelling tot siliciumsensoren kunnen de flexibele exemplaren over grote oppervlakken worden geplaatst, zijn ze goedkoop te maken en kunnen ze in grote hoeveelheden worden geproduceerd."
Vandaar dat Marco Fattori en Cantatore, samen met onderzoekers in Frankrijk, Oostenrijk en het VK, organische materialen zijn gaan printen op een basis van polymeren. De printmethode maakt het mogelijk om in elke pixel van de constructie front-end elektronica te plaatsen.
"We hebben elektronica op een folie geprint, waarna we de sensoren op een andere folie hebben geplaatst. Daarna hebben we de twee folies aan elkaar gelamineerd, resulterend in een ultraflexibele en dunne sensor", zegt Fattori. "Deze combinatie verbetert de signaalkwaliteit in vergelijking met eerdere sensoren."
De onderzoekers plaatsten infrarode organische pyro-elektrische sensoren met lange golflengte in de flexibele folie. "Hiermee is het mogelijk een structuur te bedekken, als een soort huid, zoals bijvoorbeeld een robotarm", zegt Cantatare.
"Met de warmtesensoren kan de robot de aanwezigheid van een beweegbare warmtebron, zoals een persoon, detecteren op een afstand tot 0,4 meter afstand", aldus Fattori. "Ook kunnen de sensoren een menselijke hand detecteren die vanuit verschillende richtingen nadert."
Dit onderzoek maakt deel uit van het Europese samenwerkingsproject ATLASS. "Na jaren werk hebben we voor het eerst met een praktisch voorbeeld aangetoond hoe veelbelovend goedkope geprinte detectieoppervlakken met geïntegreerde electronica zijn", zegt Cantatore. "We kijken er naar uit om deze resultaten te gebruiken om nieuwe onderzoeken te starten."
