2023/1/27
교토 공예 섬유 대학, 실로 짜는 무급전의 압력 센서를 개발
교토공예섬유대학의 연구팀은 무급전 상태에서 동작할 수 있는 패브릭형 터치/압력 센서를 새롭게 개발했다.이 센서는 도전성 실과 절연성 실만을 사용하여 1회로 뜨개질 수 있는 텍스타일형 압력 센서로, 전체가 실만으로 이루어져 있기 때문에 통기성이 뛰어나고, 가볍고 유연하며 촉감이 양호하고 세탁도 가능.또한, 환경 중에 항상 방산되는 전자파를 이용하여 터치 센싱과 압력 센싱을 행하기 때문에, 무급전 동작이 가능하다고 한다.
당해 터치/압력 센서는, 20mm×20mm의 사이즈에서는 약 0.50g으로, 사용하는 실에 의해서도 가격은 바뀌지만, 본 연구에서 사용한 실에서의 20mm×20mm 사이즈 1개당의 재료비는 약 89엔으로 저렴했다. 5층의 니트 천과 같은 스페이서 패브릭 구조를 가지며, 표면 및 이면의 각각이 외측에 절연성 실층, 내측에 도전성 실층이 나타나는 2층씩의 뜨개질 구조로 이루어진다.중간에는 표면과 이면을 연결하면서 공간을 형성하는 스페이서층이 있다.
편직한 해당 센서의 표면을 인간의 손가락으로 만졌을 때와 밀어 넣었을 때의 캐패시터 양단에 발생하는 전압을 측정하면, 손가락이 비접촉의 경우에는 약간의 전압을 출력하고, 손가락이 닿으면 출력 전압 가 크게 증가, 더욱 압입으로 출력 전압의 증가를 인정했다.또한 과도하게 밀어 넣으면, 상하의 도전사층이 단락되어, 출력 전압은 0.0V가 되었다.즉, 개발한 센서는 출력되는 전압값의 대소에 의해 인간의 터치와 가압을 검출하고, 또한 과도한 압입 상태도 검출할 수 있는 데다 외부 전원으로부터의 전력 공급이 불필요하다.
이러한 센서는, 예를 들면 전기 자동차나 자동 운전차 등의 핸들용의 핸즈 온/오프 검지 센서에의 응용 전개에 적합하기 때문에, 핸들에 장착한 상태에서의 출력 전압 특성도 확인하여, 양호한 동작을 기대할 수 있다고 했다.본 성과는 자동차 핸들용 센서의 절전화, 간소화, 운전자의 쾌적성 향상에 기여할 것으로 기대된다.
