Это ультратонкий носимый сенсор позволяет воспроизводить мельчайшие пространственные и временные детали, которые кожа ощущает естественным образом.
Инженеры Северо-Западного университета разработали устройство VoxeLite, способное передавать тактильные ощущения с точностью, сопоставимой с кончиком человеческого пальца. Исследование опубликовано в Science Advances и отмечено как важный шаг в создании цифрового интерфейса для осязания.
Прорыв в мире осязания
VoxeLite представляет собой ультратонкий носимый сенсор, который позволяет пользователю ощущать виртуальные текстуры и формы почти так же, как при реальном контакте с предметом.
«Осязание — последнее важное чувство, не имеющее настоящего цифрового интерфейса», — говорит Сильвия Тан, руководитель проекта.
Она сравнивает устройство с очками: оно почти незаметно при длительном ношении, но полностью выполняет свою функцию.
Дж. Эдвард Колгейт, соавтор исследования, отмечает:
«Эта работа представляет собой крупный научный прорыв в области тактильных ощущений, поскольку впервые представлена технология, достигающая человеческого разрешения».
Это означает, что VoxeLite может воспроизводить мельчайшие пространственные и временные детали, которые кожа ощущает естественным образом. Долгое время такая точность была недоступна, потому что большинство устройств полагалось на простую вибрацию, а кожа быстро реагирует на мельчайшие изменения давления и текстуры.
Конструкция и принцип действия
Устройство представляет собой сетку небольших узлов, встроенных в эластичную латексную пленку. Каждый узел действует как отдельный «тактильный пиксель». Электроадгезия, возникающая между резиновым куполом, проводящим слоем и электродом, позволяет узлам менять трение поверхности при подаче электрического сигнала. Более высокое напряжение создает ощущение шероховатости, а более низкое — гладкости. Пользователи проводят устройством по заземленной поверхности или экрану, и оно формирует ощущение виртуальной текстуры. Этот подход не просто имитирует прикосновение, он передает динамические характеристики, включая направление движения и силу давления.
Тан провела эксперименты с плотностью узлов. Она выяснила, что расстояние менее одного миллиметра дает ощущение сплошной текстуры, тогда как большие промежутки снижают детализацию. Оптимальная конфигурация соответствует остроте кончиков пальцев: узлы расположены примерно через один миллиметр, в тестах использовалось 1,6 миллиметра для баланса между точностью и удобством.
VoxeLite работает в активном и пассивном режимах. В активном узлы наклоняются до 800 раз в секунду, создавая детализированные виртуальные текстуры. Тестирование показало, что участники распознавали направление движения с точностью 87% и различали материалы, например кожу и вельвет, с точностью 81%. В пассивном режиме устройство остается тонким и мягким, не мешает обычным прикосновениям и позволяет легко переключаться между реальной и виртуальной средой.
Потенциальные применения
Команда планирует интегрировать VoxeLite с мобильными устройствами и планшетами. В будущем технология позволит пользователям ощупывать ткани при онлайн-шопинге, создавать тактильные карты для людей с нарушениями зрения и развивать новые формы взаимодействия с цифровыми объектами. Тан подчеркивает, что уникальное сочетание пространственного разрешения, временной точности и удобства ношения делает устройство особенно перспективным.
Исследователи также изучают, как мозг воспринимает сигналы устройства и как улучшить передачу тактильной информации. VoxeLite открывает путь к созданию полноценного цифрового осязательного интерфейса, который может изменить не только игры и виртуальную реальность, но и медицину, обучение и дистанционное взаимодействие с объектами.
По словам инженеров, такие технологии могут приблизиться к точности человеческого осязания. Устройство весит меньше грамма и позволяет взаимодействовать с цифровым миром тактильно, что делает его удобным для длительного ношения и позволяет интегрировать его в повседневные гаджеты.
«Наша цель — сделать осязание полноценным элементом цифрового опыта», — резюмирует Тан.