Електронні шкірні компаси для штучного магніторецепції, керованого геомагнітним полем, та інтерактивні

Предмети

Анотація

Магніторецепція - це здатність виявляти магнітні поля та реагувати на них, що дозволяє певним організмам орієнтуватися щодо магнітного поля Землі для навігаційних цілей. Однак розвиток штучної магніторецепції, яка базується виключно на взаємодії з геомагнітними полями і може використовуватися людьми, виявився складним. Тут ми повідомляємо про сумісну та механічно надійну електронно-шкірну компасну систему, яка дозволяє людині орієнтуватися щодо магнітного поля Землі. Компас виготовлений на полімерній фользі товщиною 6 мкм і вміщує датчики магнітного поля на основі анізотропного ефекту магнітоопору. Реакція датчика налаштована на лінійну, і, розмістивши датчики в конфігурації моста Уітстона, досягається максимальна чутливість навколо магнітного поля Землі. Наш підхід також може бути використаний для створення інтерактивних пристроїв для віртуальних додатків та додатків з доповненою реальністю, і ми ілюструємо потенціал цього, використовуючи наш електронно-шкірний компас для безконтактного управління віртуальними одиницями в ігровій системі.

електронні

Параметри доступу

Підпишіться на журнал

Отримайте повний доступ до журналу протягом 1 року

всього 7,71 € за випуск

Усі ціни вказані у нетто-цінах.
ПДВ буде додано пізніше під час оплати.

Оренда або купівля статті

Отримайте обмежений за часом або повний доступ до статей на ReadCube.

Усі ціни вказані у нетто-цінах.

Наявність даних

Дані, що підтверджують сюжети в цій роботі, та інші висновки цього дослідження доступні у відповідного автора за обґрунтованим запитом.

Список літератури

Someya, T. et al. Велика, гнучка матриця датчика тиску з органічними польовими транзисторами для штучної шкіри. Proc. Natl Акад. Наук. США 101, 9966–9970 (2004).

Кім, Д.-Х. та ін. Епідермальна електроніка. Наука 333, 838–843 (2011).

Бауер, С. та співавт. Стаття 25-ї річниці: М'яке майбутнє: від роботів та сенсорної шкіри до енергозбиральних комбайнів. Адв. Матер. 26, 149–162 (2014).

Лі, С. та співавт. Прозорий датчик тиску, нечутливий до згинання. Нат. Нанотех. 11, 472–478 (2016).

Рен, X. та ін. Низька робоча потужність та гнучка активована матриця з органічними транзисторними датчиками температури. Адв. Матер. 28, 4832–4838 (2016).

Хайнс, Л., Петерсен, К., Лум, Г. З. та Сітті, М. М'які пускачі для дрібної робототехніки. Адв. Матер. 29, 1603483 (2017).

Карпі, Ф. та ін. Стандарти для діелектричних еластомерних перетворювачів. Smart Mater. Структура. 24, 105025 (2015).

Гісбі, Т. А., О’Брайен, Б. М. та Андерсон, І. А. Зворотній зв'язок із самочутливістю для приводів діелектричних еластомерів. Заяв. Фіз. Lett. 102, 193703 (2013).

Андерсон, І. А., Гісбі, Т. А., Мак-Кей, Т. Г., О’Брайен, Б. М. і Каліус, Е. П. Багатофункціональні діелектричні еластомерні штучні м’язи для м’яких та розумних машин. J. Appl. Фіз. 112, 041101 (2012).

Мірієв А., Стек, К. і Ліпсон Х. М'який матеріал для м'яких приводів. Нат. Комун. 8, 596 (2017).

Чой, М. К. та співавт. Надзвичайно яскраві, надзвичайно прозорі та надтонкі квантові світлодіоди. Адв. Матер. 30, 1703279 (2018).

Someya, T., Bauer, S. & Kaltenbrunner, M. Невідчутна органічна електроніка. Пані бик. 42, 124–130 (2017).

Кім, Дж. Та ін. Ультратонкий дисплей з квантовими точками, інтегрований з носією електроніки. Адв. Матер. 29, 1700217 (2017).

Міямото, А. та ін. Без запалення, газопроникна, легка, розтяжна шкірна електроніка з наномешами. Нат. Нанотех. 12, 907–913 (2017).

Лей, Т. та співавт. Біосумісний та повністю розпадається напівпровідниковий полімер для надтонкої та надлегкої перехідної електроніки. Proc. Natl Акад. Наук. США 114, 5107–5112 (2017).

Nawrocki, R. A., Matsuhisa, N., Yokota, T. & Someya, T. 300-нм непомітний, ультрагибкий і біосумісний електронна шкіра з тактильними датчиками та органічними транзисторами. Адв. Електрон. Матер. 2, 1500452 (2016).

Kaltenbrunner, M. та співавт. Гнучкі сонячні елементи з високою потужністю на вагу перовскіту з контактами оксиду хрому і металу для поліпшення стійкості в повітрі. Нат. Матер. 14, 1032–1039 (2015).

Kaltenbrunner, M. та співавт. Надлегка конструкція для непомітної пластикової електроніки. Природа 499, 458–463 (2013).

Електромагнітні системи відстеження. Полхемус https://polhemus.com/applications/electromagnetics/ (дата доступу: 11 червня 2018 р.).

3DCoilCube - електромагнітні датчики відстеження руху VR. Премо https://3dcoil.grupopremo.com/ (дата доступу: 11 червня 2018 р.).

OMMO. OMMO https://www.ommo.co/ (доступ 11 червня 2018 р.).

Монкс, К. Забудьте носні технології, вбудовувані імплантанти вже тут. CNN (9 квітня 2014 р.); https://go.nature.com/2AnXjlf

Північна Лапа. Сенсебрідж https://sensebridge.net/projects/northpaw/ (дата доступу: 11 червня 2018 р.).

Біомагніти. Небезпечні речі https://dangerousthings.com/biomagnets/ (доступ 11 червня 2018 р.).

Мельцер, М. та співавт. Непомітна магнітоелектроніка. Нат. Комун. 6, 6080 (2015).

Каньон Бермудес, Г. С. та ін. Магніточутливі електронні скіни із спрямованим сприйняттям для доповненої реальності. Наук. Адв. 4, eaao2623 (2018).

Мельцер, М. та співавт. Носні датчики магнітного поля для гнучкої електроніки. Адв. Матер. 27, 1274–1280 (2015).

Alfadhel, A. & Kosel, J.Тактильний датчик магнітних нанокомпозитних війок. Адв. Матер. 27, 7888–7892 (2015).

Münzenrieder, N. et al. Повністю гнучкі магнітні сенсори на місці. Адв. Електрон. Матер. 2, 1600188 (2016).

Макаров, Д., Мельцер, М., Карнаушенко, Д. і Шмідт, О. Г. Формована магнітоелектроніка. Заяв. Фіз. Преподобний. 3, 011101 (2016).

Мельцер, М. та співавт. Розтяжна магнітоелектроніка. Нано. Lett. 11, 2522–2526 (2011).

Паркін, С. С. П. Гнучкі гігантські датчики магнітоопору. Заяв. Фіз. Lett. 69, 3092–3094 (1996).

Урманн, Т. та ін. Магнітострикційний датчик GMR на гнучких поліімідних підкладках. Дж. Магн. Магніт. Матер. 307, 209–211 (2006).

Чен, Ю. та ін. До гнучкої магнітоелектроніки: посилений буфером і механічно налаштований GMR Co/Cu багатошарових шарів на пластикових підкладках. Адв. Матер. 20, 3224–3228 (2008).