מתקדם באלקטרוניקה גמישה עבור מערכות מכניות

השילוב הדוק של חישה, עיבוד, ופעולה מניעים mechatronics מודרני מבחינה היסטורית, לוח המעגל המודפס הקשיח הגדיר את הגבולות הפיזיים של שילוב זה, מעצימה גורמים צורה שטוח, מוקרן אסיפות מפוכחות.ההההמהירות של טכנולוגיות אלקטרוניקה גמישות מנפץ את המגבלות הללו בבטחה, ומאפשר מעגלים כיפוף, ותואמים את פני השטח מורכבים.

יסודות חומריים למודיעין קונפורטיבי

גבולות הביצועים של מערכת גמישה כתובים בחומרים שלה.כל שכבת ערימה של המכשיר - סובייקט, מוליך, דיאלקטרי ומוליכים למחצה - חייבים לאזן ביצועים חשמליים עם חוסן מכני. Achieving פעולה אמינה תחת עיגול חוזר, מעוות, ונדרש לנוע מעבר לסיליקון גליאק ומדובל של אלקטרוניקה קונבנציונלית.

Ultra-Thin ו-Allasts

תת-סטריט מספק את עמוד השדרה המכאני של המעגל.פולימניד סרטים, כגון KapturePS, מציעים איזון חזק של יציבות אלקטרוניקה חד פעמית (הצטברות עד 300 מעלות צלזיוס) וגמישות מתונה, מה שהופך אותם לעבודת מעגלים מודפסים גמישים (FPC) ייצור איטי של תאים חשמליים (מפרקים) לטווח קצר יותר, סיליקון כגון פוליתלוקסינה (PD) ופוליטרה-דלקתיים לטווח קצר) כולל חלופות אלקטרו-דלקתיים חשמליים (ארוכות) לטווח קצר יותר) לטווח קצר יותר מאשר בידוד חשמלי (מסלולארי).

מוליכים ואינטראקציות

עקבות מתכתיים במעגלים גמישים פנים מול סחר מתמשך בין מוליכות וארוכת שתן בשבר. Bulk נחושת ושבר כסף בזנים מתחת ל-1%.מהנדסים פיתחו כמה אסטרטגיות כדי להתגבר על הגבול הזה.רשתות Silver nanowire (AgNW) יוצרים נתיבי מוליכות מתוחכמות אלקטרוניקה עמידים בטווח הארוך יותר, למרות ששומרים על עמידות מלאכותית מתחת ל-20 ⁇ /sqscreit מתחת ל- 50%, מה שמאפשרת עמידות מלאכותית גבוהה יותר מ-picialscine ו-picialscine (אך מאפשרת , לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת , כמו , לעומת phoscofecticial Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Concoformscotinicial Mediascoformscoformscocyscotinicial Retrascoformscotinicial Active Active

ראשי תיבות של High-Mobility Flex Semiconductors

רכיבים מעגליים פעילים - transistors ו diodes - חומרים מוליכים למחצה שניתן להפקיד או להעביר על גבי מצעים גמישים ללא ביצועים משפילים. Amorphous indium gium gium oxide (a-IGZO) הוא הטכנולוגיה הדומיננטית עבור סוללות של חיישן גמיש ודימויים, המציעה ניידות של 102 /Vs, דומה סיליקון שלילי, בעוד ש-iOSCDC דורש השפעות גבוהות יותר על פני שטח מגנטיות (R)

ייצור דרכים לייצור

תרגומים של הפגנות מעבדה למוצרים בעלי יכולת מסחרית דורשים שיטות ייצור שהן תוספת, מדרגיות, ותואמים עם פולימרים רגישים לטמפרטורה.התעשייה יש דופורק לשתי גישות משלימות: הדפסה מלאה של תוספים עבור גדול-area, coarse-feature יישומים, ושילוב היברידי של שבבים בעלי ביצועים גבוהים על גבי מטוסים גמישים.

המונחים: Additive Deposition and Sintering

(הדפסה מוגברת של אלקטרוניקה אינקוויקס רק במידת הצורך, צמצום פסולת חומרית ומאפשרת קידוד מהיר של עיצוב: Inkjet הדפסה מציעה פרטי מסיכה, דפוס דיגיטלי עם גדלים תכונה עד 20 מיקרומטר, מתאים ל- prototyping אלקטרודות ואת מבני אנטנה.Rsol-מחדשהמחדשה מופעל על ידי מערכת הפעלה אופטית גבוהה של תמונות תת-קרקעיות, ללא יכולת גבוהה של צילום גבוהה של חומר נפץ, אשר מופעלת גבוהה של חומר נפץ, אשר עשוי להיות בעל משקל גבוה של תאים סרטניים.

אינטגרציה היברידית-Flex

פונקציות ביצועים גבוהים - מיקרובקרים, טרנסצ'יברס אלחוטיים, חיישנים - עדיין להסתמך על מעגלים משולבים בסיליקון גבישי (ICs) אינטגרציה היברידית מקומות אלה מת באופן אסטרטגי על תת-קרקעי גמיש, המקשר אותם עם עקבות מתוחים של מיקרו-העברה (μs) משתמש בבולת מחשובית אלקטרונית כדי לאסוף ולמקם את ה-in (<10 μm) על גבי שבבים גמישים עם שבבים מתקדמים (pive) עם שבבים) עם שבבים גמישים מדויקים ו-PTSD) באמצעות שבבים יעילים במיוחד באמצעות שבבים מתקדמים (מסלולאריים).

Encapsulation ו-Wolology

הגנה על מעגלים גמישים מפני לחות, חמצן, ומוח מכני חיוני לאמינות ארוכת טווח. ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ אטומית באמצעות פיזור שכבתי (ALD) של אל2O3/HfO2 ננולמינים משיגה שיעורי שידור מים מתחת לגיל 10-6 גרם / m2 / יום, קריטי עבור דיודות אור אורגני (OLEDs) ושכבות סמיכות, 000, 000, 000 סגסוגת פחות סגסוגת אלומיניום, לעומת זאת, 000 סגסוגת מתכתית, 000 סגסוגת פחות סגסוגת פחות סגסוגת.

סאנסינג ופעולה בסביבה בלתי מוגבלת

מערכות מירוציות דורשות קבוצה עשירה של קלטות חושיות ויכולת לשנות פיזית את המדינה שלהם. Embedding אלה ישירות לתוך חסמים גמישים סוגרים את הלולאה הבקרה על פני השטח של המכונה, המאפשר תגובה בזמן אמת לשינויים סביבתיים ללא הכדאיות שהוצגה על ידי עיבוד מרכזי.

עור אלקטרוני רב-ממדי

עור אלקטרוני (e-skin) נועד לשחזר את היכולות החושיות של עור אנושי על תת-קרקעית חיישנים לחץ אופציונליים (למשל, חיישנים רגישים) שנוצרו על ידי כריכת אלקטרו-חשמלי בין אלקטרודות מקבילות, להשיג רגישות גבוהה על פני טווח דינמי רחב (0.1 Pa עד 100 kPa) והם כבר ממוחזרים במלכודות רובוטיות משולבות בצורה נרחבת.

Soft and Morphing Actuators

(הפעלת פורמטים גמישים נעה מעבר למנועים אלקטרומגנטיים. Dielectric elastomer Actuators (DEA) מורכב מסרט אלקטרוני דק ואטרקטיבי חדש סנדנדנדנדנדנדנדנדנדקס (Doutomer) עם גירויים חשמליים גמישים, אשר מופעלים על ידי תאים חשמליים, ללא גירויים חשמליים גמישים, ומשאבים גמישים (Lreicial) מסוגלים ליצור שינויים קלים ו-retras) כגון שבץ (Ricial) ב-Ricial) ב-Ricial) עם גירויים (Ricial) עם גירוי חום (Ricial) ו-Ricial) באופן קבוע (Ricial) באופן קבוע (Ricial) עם גירוי חום (Ricer) עם גירויים) עם גירוי חום (Ricial) באופן קבוע (Ricer) עם גירוי חום (Ricer) באופן קבוע (Ricer) באופן קבוע (Ricial) עם גירויים) עם גירוי פתוח (Ricial) באופן קבוע (Ricial) באופן קבוע, ו-Ricial) עם גירויים) עם גירוי סגסוגת מופעל על ידי סגסוגת מופעל על ידי סגסוגת מופעל על ידי תאים גמישים

שילוב של מערכת-Level ב-Mechatronics

הכוח האמיתי של אלקטרוניקה גמישה עולה כאשר רגיש, חישוב, הפעלה וכוח משולבים במערכת מאוחדת, תואמים.אינטגרציה זו מאפשרת פרדיגמת חדשה של מכונות רך, בטוח, והתאמה גבוהה מאוד.האתגר אינו רק שילוב טכנולוגיות נפרדות, אלא גם בניהול הקשרים התרמיים, מכניים ונתונים ביניהם.

Soft Robotics

רובוטים רכים מוקדמים היו מותאמים למשאבות קשיחות, אספקת חשמל ובקרים.שילוב של אלקטרוניקה גמישה הוא חיתוך סוללות אלה. a מודרני רובוטיקה רך לוכד יכול לשלב מערך חיישן גמיש על קצות אצבעותיו, תנור התנגדות מודפס עבור SMA פועל חשמל קשיח, ומערכת גמישה של אבטחה גמישה דלתיים יכולה להטמיעה מערכת מיקרו-בקר, מנוע, ואנרגיה Bluetooth (LValmate) שיכולה להתאים את עצמה למזג אווירית חשמלית.

מערכות חלל ורכב

מטוסים וכלי רכב להציג משטחים גדולים, מעוקלים שבו קופסאות קשיחות קונבנציונליות ליצור עונשים אווירודינמיים.תאים סולאריים גמישים המבוססים על CIGS או perovskites ניתן להפליג ישירות על כנפי המל"טים, מתן כוח ללא מחסנים.דאנטנות קונפורציות מתאימות להחליף לוחות חשמליים גמישים של סוללות מטבוליות, להפחית את החלקה חצי-מ"מ עבור יישומים ואסתטיקה לשימוש במכוניות.

שתלים רפואיים ולבושים

בריאות היא אחד התחומים המבטיחים ביותר עבור מטאטאים גמישים גמישים של MCloopcs. מכשירים שאינם ניתנים להחלפה המכני של רקמות רכות להפחית דלקת ולשפר את יכולת הביו-אופטימית לטווח ארוך. בדיקות עצביות גמישות עם מערך אלקטרולופים דקים יכולים להקליט מנוירונים בודדים עם נזק מינימלי, המאפשרים לממשקים חשמליים ארוכי טווח שנשארים יציבים במשך שנים.

אינטליגנציה ואנרגיה - Autonomy

מערכות גמישות מבוזרות מחוסמות לייצר כמויות עצומות של נתונים רב-ממדיים.עכבות את כל הנתונים האלה למעבד מרכזי מציג חריפות וצוואר בקבוק חשמל.החלפת מודיעין לחוד החנית חיונית לשליטה הסתגלות בזמן אמת. האוטונומיה אנרגיה היא קריטית באותה מידה, כמו אספקת חשמל tetherrated להביס את מטרת שילוב תואמים.

אדג'י ו- TinyML בפלטפורמות גמישות

מיקרובקרים גמישים המבוססים על ארכיטקטורות ARM Cortex-M, המוטבעת על תת-קרקעית פולימניד ומשתלבת עם תחזיות חיישן, יכולים לבצע סינון קידוד, מיצוי ו סיווג באמצעות מודלים של למידת מכונה. TensorFlow Lite Micro מודלים עבור זיהוי של לחץ דם מקומי, זיהוי מחוות, או זיהוי אממטי יכול לרוץ ברמות כוח תחת 1W, בתוך התקציב של מערכת מגנטית מתקדמת יותר.

מקורות אנרגיה ועוצמה גמישה

אוטונומיה אנרגיה היא מאפשרת קריטית עבור מכטטרוניקה גמישה באמת. סוללות היתוך דק-סרטים טיטניום-polymer (200 מיקרומטר עבה) לספק צפיפות אנרגיה גבוהה וניתן לעצב אותם כדי להתאים משטחים מעוקלים.ד סוללות פחמן-מחדש-מחדש מציעות נמוכה, אפשרות חד פעמית עבור כתמים רפואיים חד-פעמיים או ארוכים, ממרחק של אנרגיה, ממרחקים של פעילות גופנית גמישה (R) באמצעות קיבולת חשמלית (RVertextras) באמצעות קיבולת נמוכה יותר).

מעבר לגדרות לאימוץ נרחב

למרות התקדמות מהירה, אלקטרוניקה גמישה חייבת להתגבר על מכשולים משמעותיים באמינות, סטנדרטיזציה, ועלות לפני השגת ubiquity במכטרוניקה אדפטיבית. הפער בין מפגינים מעבדה ומערכות חד-פעמי שדה נשאר רחב, במיוחד בסביבות קשות.

אמינות מכנית וסביבתית

רכיבה מכנית חוזרת גורמת לעייפות ברקמות מתכת, דלמנט בין שכבות, וסחף ב calibration. Moisture וחמצן permeate פולימרים יותר בקלות מאשר זכוכית נוקשה או מערכי מתכת, מה שגורם לקורטוזיון של שכבות פעילות ב- TFTs ו LEDs. , אבל ציפויי מחסום חמצן משתמשים בשכבה אטומית (AL) של Al2 / H2O2 / Of2s2s) של מים חיוניים ל-H2th (R) מעל ⁇ ) מעל ⁇ טמפרטורה גבוהה יותר מגובה טמפרטורה גבוהה מעל 10 / gyvmvmicial) אבל מעל 10 / glimate טמפרטורה גבוהה יותר מגובה על ידי ⁇

עלויות הייצור והעלויות

אבטיפוס אלקטרוני גמישים רבים מסתמכים על עיבוד אצווה מבוסס גיליון או על הרכבה ידנית.עבורת לייצור R2R גבוה דורש פתרון אתגרים בטיפול באינטרנט, ריבוי שכבות, וגילוי פגם באינטרנט על פני אתרי אינטרנט ארוכים קילומטר. ההוצאה הון עבור פודיקה ייעודית אלקטרוניקה גמישה היא משמעותית, ואת השוק, תוך הגדלת, נשאר מפורק על פני תרופות, רכב, מגזרים תעשייתיים, מה שהופך את זה קשה כדי להשיג את הפחתת עלויות פעילות גופנית יעילה רק כדי לשפר את הגמישות של תהליכים תעשייתית.

סטנדרט והתאמה

היעדר סטנדרטים בתעשייה לתכנון מעגלים גמישים, ממשקי המחבר, ומתודולוגיות בדיקה יוצרות מחסומים לאימוץ.מהנדסים תכנון מערכת mechatronic גמישה לא יכול להסתמך על ספריות נרחבות של רכיבים וחוקים עיצוביים הזמינים עבור מיזמים קשיחים. מיזמים כגון IPC-6013 מחזורים עבור לוחות גמישים ונוקשות של אימוץ לספק בסיס, אך הם עדיין לא ניתנים כיסוי אלקטרוניקה או מעגלים מודפסים לחלוטין, כגון אלה, כלומר, כלומר, חומרים מכניים, ללא חומרים מכניים, אשר נמצאים עם ביצועים מכניים, כלומר, חומרים מכניים, אשר נמצאים, כלומר, עם ביצועים מתקדמים, עם ביצועים מכניים, כלומר, עם ביצועים מתקדמים, עיצוביים, עם ביצועים מכניים, כלומר, עם ביצועים מתקדמים, כדי למנוע סימולציה גבוהה, חומרים מכניים, עם ביצועים מתקדמים, עם ביצועים מתקדמים, עם ביצועים מכניים, עם ביצועים מכניים, עם ביצועים מכניים, עם ביצועים מתקדמים, כדי למנוע סימולציה גבוהה פונקציות מערכת גמישים, 000, עם ביצועים מכניים, 000, עם ביצועים מכניים, 000, 000, תכונות מכניים, 000, כדי למנוע סימולציה גבוהה פונקציות מערכת גמישים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000,

כיוונים עתידיים ב Conformal Mechatronics

המסלול של נקודות אלקטרוניקה גמישות כלפי מערכות שאינן רק ניתנות לכופף, אלא גם לדבקות עצמית, ביומדן, ומסוגלות הסתגלות מורפולוגית חסרת תקדים.התכנסות של חומרים, מיקרו-תזונה, ואינטליגנציה מלאכותית פותחת אופקים חדשים שטשטשים את הקו בין אלקטרוניקה לביולוגיה.

מערכות מיזוג עצמיות וקיימות

(המחזורים שתיקון עצמי של נזק מכני נעים מסקרנות מעבדה ליישום מעשי.מיקרו-פולים וערוצי מיקרו-וסקולריים מלאים מתכת נוזלית או מבשרי פולימר מוליכים על היווצרות סדק, שחזור מוליכות חשמלית. מקבילה: אג"ח דינמי של מערכות אלקטרו-קרביות אנושיות (למשל, דילס-אלדר) המשולבות פולימריות טבעיות המאפשרות בטמפרטורות מתונות.

שילוב ביו-היברידי ונומורפic

המערכות המיקומיות האולטימטיביות של mechatronic עשויות לשלב מרכיבים חיים.רובוטים ביו-היברידיים משלבים תאים שריריים חיים או רשתות עצביות עם אורגניזמים גמישים ואלקטרוניקה, תוך מינוף יעילות אנרגיה ביולוגית ו-repair. בדיקות עצביות גמישות שמתאימות לנוקשות של רקמות המוח, אך הן יכולות להגיב באופן יציב עבור ממשקי נשימה פנימיים, מעבדים ביולוגיים המבוססים על ידי רשתות עצביות וספורטיביות מתקדמות.

מסקנה

אלקטרוניקה גמישה מעצבת את הפילוסופיה העיצובית של מערכות mechatronic. על ידי decoupling חשמל פונקציה ממבנה מכני נוקשה, הם מאפשרים מכונות כי יכול להיות nd, למתוח, ותואמים את הדינמיקה, שלוש ממדים הם מאכלסים.ההתכנסות של חומרים מתקדמים, ייצור מדרגי, אינטליגנציה מלאכותית מבודדת, ופעולה רופפת מייצרת דור של מערכות הסתגלות - מעקבים בריאים, רובוטים רגישים, תוך כדי הפעלת אנרגיה גמישה, ומציאות לא יעילה, תוך כדי פעילות גופנית, וגמישות, תוך כדי פעילות גופנית, ומציאות מתקדמת, ללא שינוי יעיל, וטכנולוגיות מתקדמות, ללא יכולת פעולה, עם אינטליגנציה מלאכותית, וגמישות, תוך כדי פעילות גופנית, וגמישות, עם אינטליגנציה מתקדמת, וגמישות, עם אינטליגנציה מתקדמת, עם אינטליגנציה מלאכותית, וכושר לחימה גמישה, עם התפתחותית, ופעולה גמישה, עם התפתחותית, עם התפתחותית, עם אינטליגנציה מלאכותית, עם התפתחותית, עם התפתחותית, עם התפתחותית, וגמישות, עם התפתחותית, עם התפתחותית, עם התפתחותית, עם התפתחותית, עם התפתחותית, עם התפתחותית, וגמישות, עם התפתחותית, וגמישות, וגמישות, ופעולה גמישה, וגמישות, וגמישות, וכושר לחימה יעילה, עם התפתחותית, ו