ノースウェスタンのエンジニアが皮膚の触覚センサーを模倣したウェアラブル製品を発表

ノースウェスタン大学、イリノイ州クック郡

ノースウェスタン大学のエンジニアは圧力、振動、伸縮、スライド、ひねりなどの複雑な触感を模倣する正確な動きを生み出す新しいテクノロジーを発表しました。 （画像：ノースウェスタン大学）

触覚フィードバックに関しては、ほとんどのテクノロジーは単純な振動に限定されています。しかし、私たちの皮膚には、圧力、振動、伸びなどを検出する小さなセンサーが搭載されています。

今回、ノースウェスタン大学のエンジニアは、これらの複雑な感覚を模倣する正確な動きを生み出す新しいテクノロジーを発表しました。

小型軽量のワイヤレスデバイスは、肌の上に座っている間、任意の方向に力を加えて、振動、伸縮、圧迫、スライド、ひねりなどのさまざまな感覚を生み出します。この装置については、サイエンス誌に掲載された研究で詳しく説明されています。 また、感覚を組み合わせて速くまたは遅く操作して、より微妙で現実的な触覚をシミュレートすることもできます。

このデバイスは小型の充電式バッテリーで駆動され、Bluetooth を使用して仮想現実ヘッドセットやスマートフォンにワイヤレスで接続します。また、小型で効率的であるため、体のどこにでも配置したり、アレイ内の他のアクチュエーターと組み合わせたり、現在のウェアラブル電子機器に統合したりすることができます。

研究者らは、最終的には、彼らのデバイスが仮想体験を強化し、視覚障害のある人が周囲を移動できるようにし、オンライン ショッピングでフラット スクリーン上でさまざまな質感の感覚を再現し、遠隔の医療訪問に触覚フィードバックを提供し、さらには聴覚障害のある人が音楽を「感じる」こともできるようになると構想しています。

「ほとんどすべての触覚アクチュエータは、実際には皮膚を突くだけです」と、デバイスの設計を主導したノースウェスタン社のジョン・A・ロジャース氏は述べています。 「しかし、皮膚はより洗練された触覚を受け入れます。私たちは、突くだけでなく、押す、ひねる、滑らせるなど、あらゆる方向に力を加えることができるデバイスを作成したいと考えました。私たちは、皮膚をあらゆる方向および方向の組み合わせで押すことができる小型アクチュエーターを構築しました。これを使用すると、完全にプログラム可能な方法で、複雑な接触感覚を細かく制御できます。」

バイオエレクトロニクスの先駆者であるロジャースは、ルイス A. シンプソンおよびキンバリー クエリー教授であり、材料科学および工学、生体医工学、および神経外科の教授であり、マコーミック工学部およびノースウェスタン大学フェインバーグ医学部に任命されています。彼はクエリー・シンプソンバイオエレクトロニクス研究所の所長も務めています。ロジャーズ氏は、ノースウェスタン大学の黄永剛氏、機械工学のヤン・アッヘンバッハ教授、マコーミック大学の土木・環境工学教授であるマーシア・アッヘンバッハ氏と共同で研究を主導した。 Northwestern の Kyung-Ho Ha、Jaeyoung Yu、Shupeng Li は、この研究の共同筆頭著者です。

この研究は、ロジャース氏とファン氏の研究室での以前の研究に基づいており、その研究では、触覚を伝えるためにプログラム可能な小型振動アクチュエータの配列を設計しました。

近年、視覚および聴覚テクノロジーは爆発的な成長を遂げ、高忠実度で詳細なサラウンド サウンド スピーカーや完全没入型仮想現実ゴーグルなどのデバイスを通じて、前例のない没入感を実現しています。しかし、ハプティクス技術はほとんどが頭打ちになっています。最先端のシステムでも、ブーンという音の振動パターンしか提供されません。

この発達上のギャップは、主に人間の接触の異常な複雑さに起因しています。触覚には、皮膚内のさまざまな深さに位置するさまざまな種類の機械受容器 (またはセンサー) が関与しており、それぞれが独自の感度と応答特性を持っています。これらの機械受容体が刺激されると、信号が脳に送信され、それが接触として変換されます。

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