In veel situaties is het belangrijk om te weten hoeveel kracht het ene object op het andere uitoefent. We hebben een kleine, dunne sticker ontworpen om dit soort gegevens te meten en af te leveren zonder dat er kabels of batterijen nodig zijn. Wetenschappers van de Universiteit van Californië, San Diego ontwikkelen het apparaat, de ForceSticker genaamd. Het kan onder andere worden gebruikt om het gewicht van gestapelde pakketten in magazijnen te controleren, ervoor te zorgen dat kunstknieën het aangrenzende kraakbeen niet beschadigen en zelfs om robots een tastgevoel te geven.
Het hart van de ForceSticker is een condensator, ongeveer zo groot als een rijstkorrel. Het bestaat uit een flexibele polymeerplaat ingeklemd tussen twee geleidende koperen strips. Wanneer er kracht op de sticker wordt uitgeoefend, wordt het polymeer samengedrukt, waardoor de twee koperen strips dichter bij elkaar komen. Op deze manier neemt de hoeveelheid lading in de condensator toe.
Het andere belangrijke onderdeel van de ForceSticker is de RFID-tag (radiofrequentie-identificatie), die tijdelijk wordt gevoed door een radiosignaal dat wordt uitgezonden door een draagbare RFID-lezer. De tag gebruikt een geïntegreerde antenne om een aangepast signaal terug te sturen naar de lezer. Het signaal bevat nu informatie over het huidige laadniveau van de verbindingscondensator. Maatwerksoftware zet deze gegevens vervolgens om in metingen van externe krachten.
Door de zachtheid en hardheid van het in de condensator gebruikte polymeer te veranderen, is het mogelijk een ForceSticker te creëren met een zeer hoge gevoeligheid, geschikt voor het meten van kleinere krachten, of een minder gevoelige, geschikt voor het meten van grotere krachten. Bij de huidige tests werden zeer gevoelige stickers gebruikt om de kracht op het kniegewricht van het model te monitoren, terwijl minder gevoelige stickers werden gebruikt om het gewicht van verschillende grote voorwerpen in de doos te monitoren.
In beide gevallen bleven ForceStickers effectief na meer dan 10.000 dwangtoepassingen. De stickers zijn ook relatief goedkoop te maken en kosten ongeveer $ 2 per stuk, een aantal dat aanzienlijk zou moeten dalen als de productie wordt opgeschaald. Bovendien zullen gebruikers uiteindelijk hun smartphones kunnen gebruiken in plaats van speciale RFID-lezers.
Hoofdwetenschapper professor Dinesh Bharadia zei: "Mensen hebben een aangeboren vermogen om kracht te voelen. Het aanbieden van dit soort krachtdetectie aan elektronische apparaten en medische implantaten zou voor veel industrieën een game-changer kunnen zijn."
Een paper over dit onderzoek zal worden gepresenteerd op de UbiComp2023-conferentie in Mexico.