Osjetite teksture na glatkom zaslonu telefona

Inženjeri s američkog Sveučilišta Northwestern razvili su prvi haptički uređaj koji postiže "ljudsku rezoluciju", što znači da točno odgovara osjetilnim sposobnostima ljudskog vrha prsta.

VoxeLite, ultra tanki, lagani, fleksibilni i nosivi uređaj, rekreira osjete dodira s istom jasnoćom, detaljima i brzinom koju koža prirodno detektira. Slično zavoju, uređaj se nježno omotava oko vrha prsta kako bi digitalnom dodiru pružio isti realizam koji ljudi danas očekuju od današnjih zaslona i zvučnika.

Kombinirajući visoku prostornu rezoluciju s udobnim, nosivim oblikom, VoxeLite bi mogao transformirati način na koji ljudi komuniciraju s digitalnim okruženjima, uključujući impresivnije sustave virtualne stvarnosti, pomoćne tehnologije za osobe s oštećenjem vida, sučelja čovjek-robot i poboljšane zaslone osjetljive na dodir.

„Ovaj rad predstavlja veliki znanstveni proboj u području haptike uvođenjem, po prvi put, tehnologije koja postiže 'ljudsku rezoluciju'“, rekao je J. Edward Colgate sa Sveučilišta Northwestern, pionir haptike i glavni autor studije. „Ima sposobnost prikazivanja haptičkih informacija koži s prostornom i vremenskom rezolucijom senzornog sustava.“

Unatoč desetljećima napretka u videozapisima visoke razlučivosti i realističnom zvuku, digitalni dodir tvrdoglavo zaostaje. Današnja haptička povratna informacija, uglavnom jednostavne vibracije pametnih telefona, ne može prenijeti bogate, detaljne informacije koje vrhovi prstiju prirodno percipiraju. To je dijelom zato što je prostornu i vremensku rezoluciju kože notorno teško simulirati.

S VoxeLiteom se istraživači približavaju područje rješavanju ovih problema. Uređaj sadrži niz sitnih, pojedinačno kontroliranih čvorova ugrađenih u tanku, rastezljivu foliju od lateksa. Ovi mekani čvorovi funkcioniraju poput piksela dodira, a svaki od njih može pritiskati kožu velikom brzinom i u preciznim uzorcima.

Svaki čvor sastoji se od mekane gumene kupole, vodljivog vanjskog sloja i skrivene unutarnje elektrode. Kada se primijeni mali napon, generira se elektroadhezija, isti princip koji uzrokuje da se balon zalijepi za zid nakon trljanja. U svojoj prethodno razvijenoj TanvasTouch tehnologiji, istraživači su iskoristili elektroadheziju za modulaciju trenja između vrha prsta i glatke površine zaslona osjetljivog na dodir. U tim uređajima, primijenjeno električno polje mijenja trenje kako bi se stvorila iluzija teksture, ali ne uključuje nikakve pokretne dijelove.

VoxeLite pomiče ovaj koncept naprijed. Nova tehnologija primjenjuje elektrostatske sile na precizan i kontroliran način kako bi svaki sićušni čvor "uhvatio" površinu i nagnuo se kako bi pritisnuo kožu. To generira visoko lokaliziranu mehaničku silu, tako da svaki "piksel" dodira gura kožu na vrh prsta. Viši naponi povećavaju trenje tijekom pokreta, stvarajući izraženije taktilne znakove koji simuliraju osjećaj hrapave površine. S druge strane, niži naponi stvaraju manje trenja i stoga osjećaj skliskije površine.

U najgušćoj verziji uređaja, čvorovi su razmaknuti oko 1 milimetar. U testiranju s korisnicima, koristili su verziju s razmakom od 1,6 milimetara između čvorova.

U aktivnom načinu rada, uređaj generira virtualne taktilne osjete brzim naginjanjem i uvlačenjem pojedinačnih čvorova dok se korisnik kreće po glatkoj površini, poput zaslona pametnog telefona ili tableta. Čvorovi se mogu pomicati do 800 puta u sekundi, pokrivajući gotovo cijeli frekvencijski raspon ljudskih receptora dodira.

U nizu eksperimenata, sudionici studije koji su nosili uređaj točno su i pouzdano prepoznavali virtualne teksture, uzorke i smjerokaze. Ljudi koji su nosili VoxeLite identificirali su te uzorke smjerova, gore, dolje, lijevo i desno, s točnošću do 87%. Također su identificirali prave tkanine, uključujući kožu, kord (čvrstu, rebrastu tkaninu s uzdužnim prugama) i frotir, s točnošću od 81%.

U pasivnom načinu rada, VoxeLite ne ometa zadatke iz stvarnog svijeta niti blokira prirodni osjet dodira pa korisnici mogu besprijekorno prelaziti između stvarnog i digitalnog iskustva.

Za buduće iteracije uređaja, tim s Northwesterna predviđa tehnologiju koja se može upariti s pametnim telefonima i tabletima. Baš kao što slušalice koriste Bluetooth za interakciju s našim uređajima, VoxeLite bi se jednog dana možda mogao sinkronizirati s uređajima kako bi pretvorio ravne, glatke zaslone u teksturirana sučelja.

To bi potencijalno moglo dovesti do realističnijih iskustava online kupovine, gdje kupci mogu osjetiti tekstil i tkanine prije kupnje. Također bi moglo dovesti do taktilnih mapa za osobe s oštećenjem vida ili interaktivnijih igara, gdje igrači mogu osjetiti istezanje gumice ili neravne stijene na litici.