Náplasť, ktorá vibruje, krúti a tlačí na pokožku, aby poskytla pocit dotyku
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 14. 11. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Vedci vyvinuli novú šikovnú metódu, ktorá umožňuje ľuďom cítiť pocity prenášané na ich pokožku. Okrem využitia v oblastiach, ako sú hry a teleprezencia, by sa táto technológia mohla použiť aj na vedenie nevidiacich.
Už v roku 2019 tím pod vedením profesora Johna A. Rogersa zo Severozápadnej univerzity (Northwestern University - NU) vyvinul prototyp zariadenia známeho ako „epidermálna VR“ náplasť. Mala podobu tenkej, mäkkej, pružnej a mierne lepkavej elastomérovej membrány, ktorá obsahuje sústavu bezdrôtovo napájaných, bezdrôtovo ovládaných elektronických aktuátorov v tvare disku.
Keď sa náplasť s rozmermi 15 × 15 cm dočasne prilepila na pokožku, aktuátory sa mohli jednotlivo spustiť, aby vibrovali, čím sa reprodukoval pocit ľahkého dotyku v danom vzore. Rogers a jeho kolegovia teraz posunuli tento koncept ešte o krok ďalej.
Ich nový prototyp náplasti napájaný batériami pozostáva z 19-tich magnetických aktuátorov zapuzdrených do tenkej, pružnej silikónovej membrány. Tieto bezdrôtovo aktivované aktuátory sú stále schopné vibrovať, ale môžu sa aj otáčať a tak vyvíjať horizontálne napätie na pokožku. Navyše sa môžu pohybovať hore a dole, čím vyvíjajú a uvoľňujú vertikálny tlak na pokožku.
Dôležité je, že aktuátory majú bistabilnú konštrukciu. To znamená, že môžu zostať v jednej z dvoch polôh bez toho, aby na to potrebovali energiu. Keď sa posunú smerom nadol, zablokujú sa v tejto polohe a udržiavajú tlak na pokožku bez použitia elektrickej energie. Keď sa na ich odblokovanie použije malé množstvo elektriny, uvoľní sa elastická energia uložená v natiahnutej koži, čím sa posunú späť nahor. Potom zostanú hore samé, bez použitia elektrickej energie.
Výsledkom je, že jedno nabitie batérie náplasti vystačí na oveľa dlhší čas prevádzky, než by bolo inak možné.
Netreba dodávať, že technológia by sa mohla využiť v herných systémoch pre virtuálnu realitu, ktoré by používateľom umožnili skutočne cítiť pocit dotyku povrchov alebo dotyku vo virtuálnom prostredí. Mohla by tiež prenášať dotyky medzi dvoma používateľmi, ktorí sa nachádzajú na diaľku, alebo by mohla prenášať pocit dotyku z protetickej ruky na zvyšný pahýľ ruky používateľa a tak umožniť človeku cítiť, čoho sa ruka dotýka.
Rogersov tím však experimentoval s ďalšou možnou aplikáciou.
Testovacie subjekty so zaviazanými očami mali na sebe náplasť, pričom sa snažili prekonať rôzne prekážky, ktoré im stáli v ceste. Hoci ľudia tieto prekážky nevideli, predmety rozpoznal lidarový senzor v smartfóne, ktorý bol s náplasťou prepojený cez Bluetooth.
Náplasť tak dokázala dobrovoľníkov upozorniť na umiestnenie prekážok, a to spočiatku ľahkým tlakom na ľavú alebo pravú stranu. Ak osoba pokračovala v pohybe smerom k prekážke namiesto toho, aby sa jej vyhla, tlak sa zintenzívnil a presunul sa do stredu náplasti.
„Ukazujeme, že tento systém môže podporovať základnú verziu 'videnia' vo forme haptických vzorov dodávaných na povrch kože na základe údajov zozbieraných pomocou funkcie 3D zobrazovania (LiDAR), ktorá je k dispozícii v smartfónoch,“ hovorí Rogers. „Tento druh 'zmyslovej náhrady' poskytuje primitívny, ale funkčne zmysluplný vnem okolia bez závislosti od zraku - schopnosť užitočná pre osoby s poruchami zraku.“
Článok o výskume, na ktorom sa podieľali aj vedci z čínskej Univerzity Westlake a Technickej univerzity Dalian, bol nedávno uverejnený v magazíne Nature.
