Ученые разработали новый умный метод, позволяющий людям чувствовать ощущения, которые передаются на их кожу. Помимо применения в таких областях, как игры и телеприсутствие, эта технология также может использоваться для руководства слепыми.
Еще в 2019 году мы узнали, что группа под руководством профессора Северо-Западного университета Джона А. Роджерса разработала прототип устройства, известного как «эпидермальный VR-пластырь». Он представлял собой тонкую, мягкую, гибкую и слегка липкую эластомерную мембрану, содержащую массив беспроводных, беспроводно управляемых дискообразных электронных приводов.
Когда пластырь размером 15 на 15 см (5,9 дюйма) временно приклеивался к коже, приводы могли по отдельности запускаться для вибрации, воспроизводя ощущение легкого прикосновения по заданной схеме. Роджерс и коллеги теперь продвинули эту концепцию на шаг дальше.
Их новый прототип пластыря с питанием от батареи состоит из 19 магнитных приводов, заключенных в тонкую гибкую силиконовую сетчатую мембрану. Эти беспроводные приводы по-прежнему способны вибрировать, но они также могут скручиваться — таким образом, прикладывая горизонтальное натяжение к коже — плюс они могут двигаться вверх и вниз, оказывая и снимая вертикальное давление на кожу.
Более пристальный взгляд на пластырь, который можно сделать более обтекаемым для использования в реальных условиях. Северо-Западный университет
Важно отметить, что приводы имеют бистабильную конструкцию, то есть они могут оставаться в любом из двух положений, не требуя для этого никакой энергии.
Когда они опускаются, они фиксируются в этом положении, поддерживая давление на кожу без использования электричества. Когда для их разблокировки используется небольшое количество электричества, упругая энергия, хранящаяся в растянутой вниз коже, высвобождается, тем самым толкая их обратно вверх. Затем они остаются наверху сами по себе, не используя электричество.
В результате одного заряда батареи пластыря достаточно для гораздо большего времени работы, чем это было бы возможно в противном случае.
Излишне говорить, что эта технология может быть использована в игровых системах VR, позволяя пользователям фактически ощущать ощущение прикосновения к поверхностям или нахожденияприкосновения в виртуальных средах. Он также может передавать прикосновения между двумя удаленными пользователями или может передавать чувство прикосновения от протезной руки к остаточной культе руки пользователя, таким образом позволяя человеку чувствовать то, чего касается рука.
Тем не менее, команда Роджерса экспериментировала с еще одним потенциальным применением.
Испытуемые с завязанными глазами носили пластырь, пытаясь преодолеть различные препятствия, которые были на их пути. Хотя люди не могли видеть эти препятствия, предметы обнаруживались датчиком Lidar на смартфоне, который был связан с пластырем через Bluetooth.
Таким образом, пластырь мог предупреждать добровольцев о местоположении препятствий, изначально оказывая легкое давление на левую или правую сторону соответственно. Если человек продолжал двигаться к препятствию вместо того, чтобы избегать его, давление становилось более интенсивным и перемещалось в середину пластыря.
«Мы показываем, что эта система может поддерживать базовую версию «зрения» в форме тактильных узоров, доставляемых на поверхность кожи на основе данных, собранных с помощью функции 3D-визуализации (LiDAR), доступной на смартфонах», — говорит Роджерс. «Такого рода «сенсорная замена» обеспечивает примитивное, но функционально значимое восприятие окружающего мира без опоры на зрение — возможность, полезная для людей с нарушениями зрения».
Статья об исследовании, в котором также участвовали ученые из китайского Университета Вестлейк и Даляньского технологического университета, была недавно опубликована в журнале Nature.
