Krekel inspireert ontwerpers uiterst gevoelige sensor
Kunstmatig krekelhaartje als flowsensor
De uiterst gevoelige haartjes waarmee een krekel zijn belagers
feilloos kan opmerken, vormen voor onderzoekers van de Universiteit
Twente de inspiratiebron voor een nieuw type sensor. De `kunstmatige
krekelhaar' die zij hebben gemaakt in microtechnologie, kan
luchtstroming uit alle richtingen detecteren. Een groot aantal
haartjes tegelijk biedt de mogelijkheid om complexe stromingspatronen
in beeld te brengen, bijvoorbeeld op een vliegtuigvleugel. Ook voor de
haarcellen in het menselijk gehoor zouden de nieuwe haarsensoren op
termijn een kunstmatige vervanging kunnen vormen. Onderzoekers van het
MESA+ Instituut voor Nanotechnologie publiceren hun resultaten in de
Journal of Micromechanics and Microengineering, een uitgave van het
Institute of Physics, van juli 2005.
De krekel heeft een geraffineerde manier om belagers te `horen'
aankomen: op de twee uitsteeksels aan zijn achterlijf, de cerci,
zitten vele honderden haartjes. Die zijn maximaal een millimeter lang,
staan enkele honderden micrometers uit elkaar en zijn uiterst gevoelig
voor luchtstroming, en daarmee voor laagfrequent geluid. Beweegt een
haartje, dan roteert het enigszins aan de onderkant en wordt een
neuron geactiveerd. Resultaat van de waarneming met vele haartjes is
dat de krekel in alle richtingen belagers kan opmerken.
Veertje
In micromechanica is dit principe nagebootst met een haartje van het
materiaal SU-8: een epoxy. Onderaan het haartje is een ingenieuze
microconstructie aangebracht met een spiraalvormige veer. Ook een
alternatieve constructie met een torsieveer is ontwikkeld.
Buigt het haartje door een zuchtje wind, dan verandert onderaan de
capaciteitswaarde in de betreffende richting. Richting en intensiteit
zijn op die manier te meten. De haartjes zijn ongeveer een halve
millimeter lang en staan, net als bij de krekel, enkele honderden
micrometers uiteen.
Richtingsgevoel
Wordt op deze manier een heel vlak gevuld met tientallen of honderden
haartjes, dan is het mogelijk om patronen te meten en het `gevoel voor
richting' van de krekel te benaderen. Zo voorzien de onderzoekers
mogelijkheden om de stroming op een vliegtuigvleugel te meten. Ook
lenen ze zich in de toekomst als kunstmatige vervangers van de
haarcellen, in het slakkenhuis in de menselijke gehoorgang -juist als
de haarcellen achteruitgaan, neemt het gehoor af.
De gevoeligheid van de echte krekel wordt nog niet gehaald, aldus de
onderzoekers. Deels komt dit door het optreden van ongewenste
capaciteiten die het meetresultaat beïnvloeden: te verbeteren door de
constructie van de veer en elektroden aan te passen. Ook is de
gevoeligheid te verbeteren door de haartjes nog iets langer te maken.
Het onderzoeksproject naar deze nieuwe technieken heet, eveneens naar
een insect, CICADA (Cricket Inspired perCeption and Autonomous
Decision Automata) en wordt geleid door dr.ir. Gijs Krijnen en dr.ir.
Remco Wiegerink. Het is een Europees onderzoek naar lifelike
perception: de natuur als inspirator voor nieuwe technieken van
waarnemen. Het project wordt uitgevoerd door de groep Transducers
Science & Technology, van het instituut MESA+ en de faculteit
Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica.
Meer informatie op
http://tst.ewi.utwente.nl/research/sensors/cicada/index.html
Contactpersoon voor de pers: Wiebe van der Veen, tel (053) 4894244,
email w.r.vanderveen@utwente.nl
Laatst gewijzigd op 21-06-2005 09:34:27
© Universiteit Twente Printversie (opent in een nieuw venster)
Universiteit Twente