Новая искусственная кожа поможет в реабилитации и развитии виртуальной реальности
Ученые из Швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) представили новую искусственную кожу, повышающую качество взаимодействия человека с компьютером или роботом. Материал подойдет для сфер, вроде медицинской реабилитации или виртуальной реальности.
Система была разработана лабораториями EPFL, возглавляемыми Джейми Пайком и Стефани Лакур, сообщает eurekalert.org. Результаты работы команды описаны в журнале Soft Robotics.
Мягкая гибкая искусственная кожа сделана из силикона и электродов. Система сенсоров и приводов позволяет ей принимать форму основания (например, запястья) и обеспечивать тактильную отдачу в виде давления и вибрации.
Датчики напряжения непрерывно измеряют деформацию, в реальном времени настраивая отдачу. Так система делает тактильные ощущения максимально правдоподобными.
«Мы впервые создали полностью мягкую искусственную кожу, одновременно включающую датчики и приводы, — сказал Харшал Сонар, ведущий автор. – Структура обеспечивает контроль с обратной связью. То есть, мы можем точно настраивать вибрационную стимуляцию, которую чувствует пользователь. Это – идеальное свойство для носимых систем, вроде устройств, измеряющих проприоцепцию пациента».
Пневматические приводы материала формируют мембранный слой, который можно надувать закачиванием воздуха. Элементы настраиваются на разное давление и частоты (до 100 Гц или 100 импульсов в секунду). Кожа вибрирует, когда мембранный слой быстро раздувается или сдувается. На нем расположен сенсорный элемент с мягкими электродами из жидко-твердой смеси галлия. Устройства непрерывно измеряют деформацию кожи, отправляя данные на микроронтроллер. Он использует информацию для настройки ощущений, передаваемых пользователю в ответ на движения или изменения внешних факторов.
Искусственная кожа растягивается до 4 раз от начальной длины. Она выдерживает такое воздействие до 1 млн циклов. Свойства делают материал подходящим для ряда реальных систем. Авторы протестировали кожу на пальцах и продолжают совершенствовать технологию.
«На следующем этапе мы создадим полностью носимый прототип для реабилитации, виртуальной и дополненной реальности, — сказал Сонар. – Его протестируют в нейронаучных исследованиях, где можно стимулировать тело, одновременно следя за динамикой активности мозга».
