Wie Roboter das Fühlen lernen …

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Biegsame, elektronische Komponenten mit Gefühl ...

Buchberger Gerda - Wie Roboter das Fühlen lernen …

[Takao Someya, PNAS,2004]

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Was sollen´s können?

Buchberger Gerda - Wie Roboter das Fühlen lernen …

f S

f ,dS

Sdt

fdS

dt

2

2fd S

dt

Berührungsempfindlich, großflächig, biegsam,dünn und positionsempfindlich!!

Menschliche Haut[Schmidt, Neuro- und

Sinnesphysiologie, 2006]

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Wegwerfen??? Nein, danke.

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Quer durchgeschnittenund (UNTER DEM ELEKTRONEN-MIKROSKOP)

angeschaut …

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Hochspannung

HV

Korona- oder Kontaktpolung

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Berührungsempfindlichkeit durch Aufladen der Hohlräume

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Mikroblitze in den Hohlräumen

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Ferroelektrete haben´s in sich …

Eigenschaften:

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_ _ _+ + + + + + + + + ++ +_ _ _ _ _ _ _ _ _

+ + + + + + +_ __ _ __ _

_ _ _ _ __ _ + + + ++ + ++ + +_ _ _

_ _ _ _+ + + ++ +_ _

_++ + + +_ _ _ _

_ _ _+ + ++ _

_ _ __ _ _ + + ++ + +

_ _ _+ + ++ + + _ _ _

interne Ladungen piezoelektrisch

biegsamdünn

leichtgroßflächig

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Ziemlich berührungsempfindlich, diese Ferroelektrete …

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Piezoelektrizität:

t

U

+ + +

- - - U

+

+ + +- - -

t

F

10Buchberger Gerda - Wie Roboter das Fühlen lernen …

Positionsempfindlichkeit??

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Bequemlichkeit von Ladungen nützen …

Buchberger Gerda - Wie Roboter das Fühlen lernen …

+ + + + + + +

1

2

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Bequemlichkeit von Ladungen nützen …

Buchberger Gerda - Wie Roboter das Fühlen lernen …

R R R R R

I t

dQ dt

1 2I I 2I

+++

A 1

2R3R

++

Großer Widerstand

Kleiner Widerstand

MessungRMessungR

A 2Anmerkung: Positive Ladungsträger wurden gezeichnet, da die technische Stromrichtung den Strom der positiven Ladungsträger beschreibt. Das gilt, obwohl Elektronen mit negativen Ladungen fließen.

Design eines 4-Kanal- Touchpads

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Touchpad

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- - -

+ + + - - -

+ + +

gut-leitende Elektrode

widerstands=behaftete Elektrode

Ferroelektret

- - - + + +

- - -

+ + +

- - -

+ + +

- - -

+ + +

A 1

d2

A 2

d1

Erdung

d3d4

A 3

A 4

F

yx

Design eines 4-Kanal- Touchpads

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Touchpad

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- - -

+ + + - - -

+ + +

gut-leitende ElektrodeFerroelektret

- - - + + +

- - -

+ + +

- - -

+ + +

- - -

+ + +

F

43

21

Erdung

widerstands=behaftete Elektrode

- - -

+ + + - - -

+ + +

gut-leitende ElektrodeFerroelektret

- - - + + +

- - -

+ + +

- - -

+ + +

- - -

+ + +

43

21

Erdung

Design eines 4-Kanal- Touchpads

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Touchpad

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widerstands=behaftete Elektrode

F

Spannungssignale

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Touchpad

-5 0 5 10 15 20

-10

0-10

0-10

0-10

002

K 1

K 2

K 4

K 3

Zeit (ms)A

usgä

nge

(mV

)K

raft

(N)

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Design eines 4-Kanal- Touchpads

- - -

+ + + - - -

+ + +

gut-leitende ElektrodeFerroelektret

- - - + + +

- - -

+ + +

- - -

+ + +

- - -

+ + +

F

43

21

Erdung

+++

+

++

++++

2

1

3

4

Anmerkung: Positive Ladungsträger wurden gezeichnet, da die technische Stromrichtung den Strom der positiven Ladungsträger beschreibt. Das gilt, obwohl Elektronen mit negativen Ladungen fließen.

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4-Kanal Touchpad SignallandschaftenTouchpad

scanned area

x x

x x

y y

y y

Ladungs=strom

AntistatikmatteFerroelektret + Al-Elektrode

F

Sensorfläche

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2

3

4

4 3

2

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What else …

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+ + +- - -

+ + +- - -

[Samsung]

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DANKE FÜR EURE

AUFMERKSAMKEIT!