1 maart 2013
Krekelhaarsensor UT verkozen tot ‘highlight’ in bio-geïnspireerde technologie
Een van de tien highlights van het afgelopen jaar, in technologie die geïnspireerd is door de natuur. Zo omschrijft het journal ‘Bioinspiration & Biomimetics' een paper van onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de UT. De publicatie beschrijft nieuwe technologie om stromingspatronen te meten met sensoren. Inspiratiebron: de haartjes op het achterlijf van een krekel.
Een krekel is in staat om zijn belagers scherp waar te nemen dankzij gevoelige haartjes op de uitsteeksels, cerci, op zijn achterlijf. Via luchtstroming krijgt het beestje informatie over de locatie van de belager en de richting waarin die zich beweegt. Kun je dit principe ook gebruiken om een nieuw soort ‘camera’ te maken om stromingspatronen waar te nemen in plaats van de stroming te meten in één punt, vroegen de UT-onderzoekers zich af. Zij bootsen de krekelhaartjes na met microtechnologie. Het eigenlijke haartje is gemaakt van een soort epoxy, en wordt bevestigd op een flexibel opgehangen plaatje. Dat fungeert als condensator, waarvan de capaciteit varieert door de beweging: meet die variatie en je hebt informatie over de beweging. Met een heel veld, array, van deze haartjes is het mogelijk om patronen in de stroming waar te nemen zoals je ook complete afbeeldingen van pixels kunt waarnemen op de chip van een fotocamera.
Stromingscamera
Vervolgens is het de kunst om elk haartje afzonderlijk te kunnen aflezen. Hiervoor zijn verschillende opties onderzocht. Frequency Division Multiplexing (FDM) biedt de grootste voordelen: er is onderweg geen vertraging van het gemeten signaal, er is geen probleem met de synchronisatie van alle sensoren en het array van sensoren is probleemloos uit te breiden zonder dat de prestaties worden beïnvloed. Ook de benodigde hardware is minder complex dan bij andere technieken. De onderzoekers voorzien dat de sensoren en de hardware op termijn eenvoudig zijn te integreren. Zo ontstaat dan een ‘camera’ die stromingspatronen waarneemt, bijvoorbeeld ook toepasbaar in bewegingsdetectie voor robots.
Het onderzoek van Ahmad Dagamseh en zijn collega’s is uitgevoerd in de groep Transducer Science and Technology, geleid door prof Gijs Krijnen. De groep maakt deel uit van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de UT. Het onderzoek is gefinancierd door het EU-programma Customized Intelligent Life-Inspired Arrays (CILIA), en vanuit de VICI grant ‘Bio-EARS’ die Krijnen heeft ontvangen van NWO/Technologiestichting STW.
Alle highlights 2012 van ‘Bioinspiration & Biomimetics’ zijn hier te zien. De UT-publicatie is getiteld ‘Towards a high-resolution flow camera using artificial hair sensor arrays for flow pattern observations’.
