Искусственная кожа найдет применение в медицине и виртуальной реальности.
Ученые Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали мягкую высокотехнологичную искусственную кожу. Она обеспечивает тактильную обратную связь и, благодаря сложному механизму взаимодействия, обладает способностью мгновенно подстраиваться под движения пользователя. Области применения новой технологии варьируется от терапевтических до виртуальной реальности.
Наше осязание, равно как слух и зрение, играет важную роль в восприятии окружающего нас мира и взаимодействии с ним. А технология, способная воспроизводить ощущение, испытываемое во время прикосновения, также называемое тактильной обратной связью, может значительно улучшить интерфейсы типа человек-компьютер и робот-человек. Больше всего выиграют от этого медицинская реабилитация и виртуальная реальность.
В разработке приняли участие ученые из Лаборатории реконфигурируемой робототехники (RRL) EPFL, возглавляемой Джейми Пайком, и лаборатории мягких биоэлектронных интерфейсов (LSBI), возглавляемой Стефани Лакур. Они объединились для разработки мягкой, гибкой искусственной кожи из силикона и электродов.
Система мягких датчиков и исполнительных механизмов позволяет искусственной коже, например, точно повторить форму запястья и обеспечивает тактильную обратную связь в виде давления и вибрации. Тензодатчики (датчики деформаций) непрерывно считывают деформацию кожи, так что тактильная обратная связь может осуществляться в реальном времени для получения максимально реалистичного ощущения прикосновения. Работа ученых на днях была опубликована в журнале » Soft Robotics».
«Мы разработали мягкую искусственную кожу, в которую интегрированы как датчики, так и исполнительные механизмы», — говорит ведущий автор исследования Харшаль Сонар (Harshal Sonar). «Такая технология дает нам возможность управления в замкнутом контуре. Это означает, что мы можем точно и надежно моделировать вибрационную стимуляцию, ощущаемую пользователем. Это идеально подходит для ношения, например, при проверке проприоцепции пациента в медицинских целях».
Искусственная кожа содержит мягкие пневматические приводы, которые образуют мембраны. В них можно закачивать воздух и менять их объем. Электроприводы могут быть настроены на различные давления и частоты (до 100 Гц или 100 импульсов в секунду). Кожа вибрирует, когда слой мембраны надувается и быстро сдувается. Датчики располагаются поверх слоя мембраны. Они представляют собой мягкие электроды, изготовленные из геля, содержащего галлий. Эти электроды непрерывно считывают деформацию кожи и передают данные на микроконтроллер. Тот, в свою очередь, использует эту информацию для точной настройки ощущений, передаваемых пользователю в ответ на движения и изменение внешних факторов.
Искусственную кожу можно растянуть в четыре раза от первоначальной длины, хватает ее на миллион циклов. Это делает устройство особенно привлекательным для ряда реальных приложений. В настоящее время ученые протестировали его на пальцах пользователей и продолжают совершенствовать технологию.
«Следующим шагом будет разработка износостойкого прототипа для использования в реабилитационных целях, виртуальной и дополненной реальности», — говорит Сонар. «Прототип будет также испытан в нейронаучных исследованиях, где он может быть использован для стимуляции человеческого тела в то время как исследователи изучают динамическую активность мозга в экспериментах магнитного резонанса.»
Если исследование увенчается успехом, это коснется и повседневной жизни. Возможно, через несколько лет вы сможете обнять любимых через интернет, находясь от них в сотнях километров. Доменная зона .love — отличный выбор для любого веб-сайта, связанного с любовью.