多くの状況において、ある物体が別の物体にどの程度の力を及ぼすかを知ることが重要です。私たちは、ワイヤーやバッテリーを必要とせずにこの種のデータを測定して配信できるように、小さくて薄いステッカーを設計しました。カリフォルニア大学サンディエゴ校の科学者は、ForceStickerと呼ばれるデバイスを開発しています。他の用途としては、倉庫内で積み重ねられた荷物の重量を監視したり、人工膝関節が隣接する軟骨を損傷しないようにしたり、ロボットに触覚を提供したりするためにも使用できる可能性があります。
ForceSticker の中心には、米粒ほどの大きさのコンデンサがあります。これは、2 つの導電性銅ストリップの間に挟まれた柔軟なポリマー シートで構成されています。ステッカーに力が加わるとポリマーが圧縮され、2 つの銅ストリップが互いに近づきます。このようにして、コンデンサの電荷量が増加します。
ForceSticker のもう 1 つの主要コンポーネントは RFID (無線周波数識別) タグで、ハンドヘルド RFID リーダーから発せられる無線信号によって一時的に電力が供給されます。タグは統合アンテナを使用して、変更された信号をリーダーに送信します。この信号には、リンク コンデンサの現在の充電レベルに関する情報が含まれています。次に、カスタム ソフトウェアがこのデータを外力の測定値に変換します。
コンデンサーに使用されるポリマーの柔らかさと硬さを変更することで、より小さな力の測定に適した非常に高感度の ForceSticker を作成したり、より大きな力の測定に適したより感度の低い ForceSticker を作成したりすることができます。現在のテストでは、モデルの膝関節にかかる力を監視するために高感度のステッカーが使用され、箱内に置かれたさまざまな大きな物の重量を監視するために感度の低いステッカーが使用されました。
どちらの場合も、ForceStickers は 10,000 回以上力を加えた後も効果を維持しました。また、ステッカーは比較的安価に製造でき、1 枚あたり約 2 ドルかかりますが、生産が拡大されればこの価格は大幅に下がるはずです。さらに、最終的にはユーザーは専用の RFID リーダーの代わりにスマートフォンを使用できるようになります。
主任科学者のディネシュ・バラディア教授は、「人間には力を感知する生来の能力がある。この種の力感知機能を電子機器や医療用インプラントに提供することは、多くの業界にとって大きな変革をもたらす可能性がある」と述べた。
この研究に関する論文は、メキシコで開催される UbiComp2023 カンファレンスで発表される予定です。