La peau humaine est un organe multifonctionnel fascinant avec des propriétés uniques provenant de sa nature flexible et souple. Il permet l'interface avec l'environnement physique externe à travers de nombreux récepteurs interconnectés avec le système nerveux. Les scientifiques tentent depuis longtemps de transférer ces caractéristiques sur la peau artificielle, visant les applications robotiques.

Les systèmes robotiques reposent fortement sur les fonctionnalités de détection de champ électronique et magnétique requises pour le positionnement et l'orientation dans l'espace. De nombreuses recherches ont été consacrées à la mise en œuvre de ces fonctionnalités de manière flexible, forme conforme. Les progrès récents dans les capteurs flexibles et l'électronique organique ont fourni des conditions préalables importantes. Ces appareils peuvent fonctionner sur des surfaces molles et élastiques, tandis que les capteurs perçoivent diverses propriétés physiques et les transmettent via des circuits de lecture.

Pour reproduire fidèlement la peau naturelle, il est nécessaire d'interconnecter un grand nombre de capteurs individuels. Cette tâche difficile est devenue un obstacle majeur à la réalisation de la peau électronique. Les premières démonstrations étaient basées sur un ensemble de capteurs individuels adressés séparément, ce qui a inévitablement entraîné un nombre énorme de connexions électroniques. Afin de réduire le câblage nécessaire, une technologie importante a dû être développée, à savoir, circuits électroniques complexes, les sources de courant et les commutateurs devaient être combinés avec des capteurs magnétiques individuels pour obtenir des dispositifs entièrement intégrés.

Des chercheurs de Dresde, Chemnitz et Osaka ont maintenant présenté un système de capteur magnétique à matrice active pionnier dans un article récent publié dans Avancées scientifiques . Le système de capteurs se compose d'un réseau 2 x 4 de capteurs magnétiques, un registre à décalage bootstrap organique nécessaire à la commande de la matrice de capteurs, et des amplificateurs de signaux organiques. Tous les composants électroniques sont basés sur des transistors organiques à couche mince et sont intégrés au sein d'une plate-forme unique.

Les chercheurs ont démontré la haute sensibilité magnétique du système, et il peut acquérir la distribution du champ magnétique bidimensionnel en temps réel. Il est également très robuste contre la déformation mécanique, comme le pliage, froissement ou vrillage. En plus de l'intégration complète du système, l'utilisation de registres à décalage bootstrap organiques est une étape de développement très importante vers une peau électronique à matrice active pour les applications robotiques et portables.

Dr. Oliver G. Schmidt, directeur à l'Institut Leibniz de recherche sur les solides et les matériaux de Dresde, dit, "Nos premières fonctionnalités magnétiques intégrées prouvent que les capteurs magnétiques flexibles à couches minces peuvent être intégrés dans des circuits organiques complexes. La nature ultra-conforme et flexible de ces dispositifs est une caractéristique indispensable pour les applications modernes et futures telles que la robotique douce, implants et prothèses. La prochaine étape consiste à augmenter le nombre de capteurs par surface ainsi qu'à étendre la peau électronique pour s'adapter à de plus grandes surfaces."