研究人員開發出一種能再現觸感的超薄紋身
印度理工學院研究人員開發出一種超薄電子紋身,能夠再現佩戴者的局部觸感。這種設備有望用於製造輕巧、便攜的觸覺顯示器以及醫療保健和機器人設備。
觸覺對於抓握和操縱物體、體驗世界以及實現機器與人類之間的交流至關重要。透過穿戴式裝置複製觸覺有多種重要用途,例如為截肢者的機械手臂提供回饋或為視障人士提供訊息,以及在虛擬實境和遊戲中使用。
義大利技術研究所(IIT)的研究人員開發了一種超薄穿戴式電子紋身,能夠透過熱、電和機械刺激提供局部觸覺。他們選擇臨時轉印紋身紙作為製作設備的基底,因為這種紙能有效地轉印到非平面表面,並能製作出與人體皮膚貼合良好的電極和電通路。
在刺青紙上塗上一層1 微米厚的對二甲苯以增強機械強度,然後直接在上面印上超薄導電銀墨薄膜。再加入佈線,接著是聚苯乙烯微粒,這種微粒能產生微小的空隙,用來吸附空氣,最後在上面再塗一層聚對二甲苯。
圖片顯示構成該裝置的各層成分馬佐塔和馬托利/義大利技術研究所
裝置的全部厚度只有幾微米,透過電熱氣動刺激發揮作用。快速而局部的電加熱會在兩層聚對二甲苯之間產生少量空氣。當空氣膨脹時,接觸裝置的皮膚就能感受到空氣產生的力量。
在玻璃載玻片上測試完成的裝置後,研究人員將電子紋身放在人的指尖上,以證明它能夠引起觸覺。在10 次刺激中,受試者感覺到了9 次,並且在測試過程中沒有疼痛或溫度升高。此外,裝置使用極小的電池供電,電壓很低(低於300 毫瓦),因此對佩戴者很安全。
這項工作展示了單一taxel 或TActile 像素的功能,這是一種能識別與實體接觸壓力的感測器。研究人員正致力於開發更大型的觸覺顯示器,其中包含多個可相互獨立激活的taxel,這樣就能在皮膚上再現字母、數字和圖案。
研究人員說:”在這項工作中,我們的重點是開發和表徵單個分類單元。然而,這種方法、材料和製造技術可以擴展到實現更複雜的設備,例如更大的可紋身觸覺顯示器。 “
他們認為,他們的方法有望用於開發輕便、便攜的觸覺顯示器和設備。
這項研究發表在《先進電子材料》雜誌。