الکترود با پیوند سیلیکونی فناوری لمسی را تقویت می‌کند تا VR و پروتزها را بهبود بخشد
یک تیم از محققان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو پیشرفتی قابل توجه در زمینه فناوری لمسی به دست آورده‌اند.
آن‌ها دستگاه الکترونیکی انقلابی ساخته‌اند که می‌تواند احساسات فشار و ارتعاش را روی پوست بازسازی کند، بدون اینکه ناراحتی ایجاد کند.
این دستگاه می‌تواند به واقعیت مجازی، پروتزها و فناوری‌های پوشیدنی کمک کند تا تجربه‌ای بیشتر و فراگیرتر ارائه دهند.
طراحی و کارکرد نوآورانه
این دستگاه از یک الکترود نرم و کشسان تشکیل شده که به یک پچ سیلیکونی متصل است و مانند برچسب روی پوست پوشیده می‌شود. این الکترود که با پوست تماس مستقیم دارد، به یک منبع برق خارجی متصل است.
طراحی الکترود برای انعطاف‌پذیری و تحریک هدفمند بهینه شده است. این الکترود به شکل حلقه‌ای فنری و متحدالمرکز برش لیزری داده شده است که به آن امکان کشش و تطابق با حرکات بدن را می‌دهد. این طراحی بهینه‌سازی شده باعث انتقال جریان الکتریکی به طور مؤثری می‌شود و از هرگونه درد برای کاربر جلوگیری می‌کند.
با ارسال یک جریان الکتریکی ملایم از طریق پوست، دستگاه می‌تواند احساسات لمسی مختلف از فشار ملایم تا ارتعاشات مشخص را بازسازی کند. فرکانس سیگنال الکتریکی تعیین می‌کند که کاربر فشار یا ارتعاش را احساس کند.
چیزی که این دستگاه را متمایز می‌کند، طراحی منحصر به فرد الکترود آن است. فناوری‌های لمسی موجود اغلب از الکترودهای فلزی سخت استفاده می‌کنند که می‌تواند به دلیل عدم تطابق با پوست و جریان‌های الکتریکی ناهماهنگ باعث ناراحتی و حتی درد شود.
برعکس، الکترود جدید از یک پلیمر نرم و کشسان ساخته شده است که به طور روان به پوست چسبیده و فاصله‌های هوایی را حذف می‌کند و جریان الکتریکی یکنواخت و راحتی را تضمین می‌کند.
این دستگاه از یک ماده پلیمری جدید ساخته شده است که ترکیبی منحصر به فرد از دو پلیمر معروف است. یکی، PEDOT:PSS، به دلیل رسانایی الکتریکی خود شناخته شده است اما ذاتاً سخت است. دیگری، PPEGMEA، به دلیل انعطاف‌پذیری و کشش خود شناخته شده است اما رسانایی ندارد.
“با بهینه‌سازی نسبت این [بلوک‌های پلیمری]، ما ماده‌ای مهندسی کردیم که هم رسانا و هم کشسان است،” گفت راشل بلو، نویسنده همکار مطالعه.
یافته‌ها و کاربردهای امیدبخش
محققان آزمایش‌هایی با ۱۰ شرکت‌کننده انجام دادند که دستگاه را روی ساعد خود پوشیده بودند. با همکاری دانشمندان رفتاری و روان‌شناسان دانشگاه آمستردام، آن‌ها کمترین سطح جریان الکتریکی قابل تشخیص را شناسایی کردند و فرکانس را برای ایجاد احساسات لمسی مختلف به عنوان فشار یا ارتعاش تنظیم کردند.
“ما دریافتیم که با افزایش فرکانس، شرکت‌کنندگان بیشتر احساس ارتعاش می‌کردند تا فشار،” گفت عبدالحامید عبده، دانشجوی دکتری در UC سن دیگو و نویسنده همکار دیگر مطالعه.
“این جالب است زیرا از نظر بیوفیزیکی، هرگز دقیقاً معلوم نبود که جریان چگونه توسط پوست درک می‌شود.”
این یافته‌های جدید می‌تواند راه را برای توسعه دستگاه‌های لمسی پیشرفته با کاربردهایی در زمینه‌های مختلف از جمله واقعیت مجازی، پروتزهای پزشکی و فناوری‌های پوشیدنی هموار کند. در واقعیت مجازی، بازخورد لمسی می‌تواند تجربه را فراگیرتر کند و به کاربران امکان دهد اشیاء را در دنیای مجازی احساس کنند.
در زمینه پروتزها، دستگاه‌های لمسی می‌توانند به کاربران کمک کنند تا بخشی از حس لمسی از دست رفته خود را بازیابند. و در فناوری‌های پوشیدنی، بازخورد لمسی می‌تواند راه جدیدی برای تعامل با دستگاه‌ها ارائه دهد.
با وجود اینکه تحقیقات و توسعه بیشتری لازم است، این نوآوری نشانه بزرگی برای پیشرفت در فناوری لمسی است.
