Tenké elektronické tetovanie poskytne hmatovú spätnú väzbu na prstoch
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 30. 11. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Talianski vedci vyvinuli mimoriadne tenké elektronické tetovanie, ktoré dokáže reprodukovať lokalizovaný pocit dotyku na prstoch svojho nositeľa. Toto zariadenie má potenciál použiť sa na výrobu ľahkých prenosných haptických (hmatová spätná väzba) displejov a zariadení pre zdravotníctvo a robotiku.
Hmat je nevyhnutný na uchopenie a manipuláciu s predmetmi, vnímanie sveta a umožňuje komunikáciu medzi strojmi a ľuďmi. Replikovanie hmatového vnemu prostredníctvom nositeľných zariadení by malo viacero dôležitých využití, napríklad na poskytovanie spätnej väzby robotickej ruke pacienta po amputácii alebo informácií zrakovo postihnutým ľuďom, ako aj využitie vo virtuálnej realite a hrách.
Výskumníci z Talianskeho technologického inštitútu (Istituto Italiano di Tecnologia - IIT) vyvinuli ultratenké nositeľné elektronické tetovanie schopné poskytovať lokalizované hmatové vnemy prostredníctvom tepelnej, elektrickej a mechanickej stimulácie.
Ako substrát na výrobu svojho zariadenia si vedci vybrali dočasný prenosový tetovací papier, pretože umožňoval efektívny prenos na nerovnobežné povrchy a umožňoval výrobu prispôsobivých elektród a elektrických dráh, ktoré dobre priľnú k ľudskej pokožke.
Tetovací papier bol potiahnutý 1 mikrometer hrubou parylénovou vrstvou na dosiahnutie mechanickej pevnosti a potom boli priamo naň vytlačené ultratenké vrstvy vodivého strieborného atramentu. Potom sa pridali vodiče a následne polystyrénové mikročastice, ktoré vytvárajú malé prázdne priestory určené na zachytávanie vzduchu, a na ne sa položila ďalšia vrstva parylénu.
Nositeľné zariadenie, ktoré je celé hrubé niekoľko mikrometrov, funguje na základe elektrotermo-pneumatickej stimulácie. Rýchly a veľmi lokalizovaný elektrický ohrev vytvára malý objem vzduchu uzavretý medzi dvoma parylénovými vrstvami. Keď sa vzduch rozpína, vytvára sily, ktoré môže pocítiť pokožka prichádzajúca do kontaktu so zariadením.
Po otestovaní hotového zariadenia na sklenenom sklíčku výskumníci umiestnili svoje elektronické tetovanie na špičku ľudského prsta, aby dokázali jeho schopnosť vyvolávať hmatové vnemy. Subjekt pocítil deväť z desiatich stimulácií a počas testov nehlásil žiadnu bolesť ani zvýšenie teploty. Zariadenie bolo navyše napájané pomocou veľmi malej batérie pri nízkom napätí menej ako 300 mW, takže bolo pre nositeľa bezpečné.
Práca demonštrovala fungovanie jedného taxelu alebo TActile pixelu, senzora, ktorý rozpoznáva tlak kontaktu s fyzickým objektom. Výskumníci pracujú na vývoji väčších hmatových displejov obsahujúcich niekoľko taxelov, ktoré sa môžu aktivovať nezávisle od seba, čo by umožnilo reprodukovať písmená, čísla a vzory na koži.
„V tejto práci sme sa zamerali na vývoj a charakterizáciu jedného taxelu,“ uviedli vedci. „Prístup, materiály a výrobné techniky by sa však mohli rozšíriť na realizáciu zložitejších zariadení, napríklad väčších tetovateľných hmatových displejov“.
Výskumníci si myslia, že ich prístup má potenciál na využitie pri vývoji ľahkých prenosných hmatových displejov a zariadení. Štúdia bola nedávno uverejnená v magazíne Advanced Electronic Materials.
