Forskare vid Surrey har utvecklat den första lågkostnadssensorn som exakt kan mäta hudens friktionsmotstånd, med användning av färdiga komponenter.

Sensorn har i första hand designats för flyg- och rymdsektorn eftersom övervinnande av friktionsmotstånd från huden står för cirka 50 procent av bränsleförbränningen på ett kommersiellt flygplan under kryssningsförhållanden. En annan potentiell tillämpning är i långa rörledningar där kraften som behövs för att pumpa igenom ämnen helt går åt till att övervinna friktion.

Den nya "konstgjorda morrhår"-teknologin har utvecklats av Dr. David Birch vid Institutionen för maskinteknik i samarbete med Dr. Paul Nathan från Surrey Sensors Ltd, gäststudent Xiaozhi Kong (Northwestern Polytechnical University, Kina) och den tillfälliga utstationeringsstudenten Arthur Poulain (ENSTA ParisTech, Frankrike).

Tekniken har utvecklats genom att återanvända en Honeywell trycksensordyna på 10 £, skapa en sensor som mäter mindre än en millimeter. Förutom att det är mycket lägre kostnad än de prototyper som finns tillgängliga för närvarande, den erbjuder exceptionell känslighet. Enheten är känslig för krafter ner till cirka 2 nano-Newton – motsvarande förändringen i vikt på en bit silkespapper om ett människohår används för att slå hål i det.

Agerar som en subminiatyr joystick, sensorn har pelare som är känsliga för både storleken och riktningen av applicerade belastningar, återföra en kraft som appliceras antingen framåt eller i sidled. Systemet har testats framgångsrikt i Surreys EnFlo vindtunnel.

Dr. Birch kommenterade:"Hittills har det aldrig funnits en tillförlitlig metod för att direkt mäta hudens friktionsmotstånd, förutom att använda engångsexperimentprototyper som kräver sjusiffriga budgetar. Den högkänsliga sensorn vi har utvecklat kostar cirka 20 £ och erbjuder en exakt, kostnadseffektiv lösning."

Förutom tillämpningar inom vätskemätning, sensorn kan också användas inom robotik och haptik (mekanisk simulering av beröring).