Naukowcy z Uniwersytetu w Tampere stworzyli miękki touchpad, który wyczuwa dotyk bez prądu, wykorzystując kanały pneumatyczne.
Naukowcy z Uniwersytetu w Tampere stworzyli pierwszy na świecie miękki touchpad zdolny wykryć siłę, obszar i miejsce kontaktu bez konieczności korzystania z prądu. To innowacyjne urządzenie działa w oparciu o kanały pneumatyczne, dzięki czemu nadaje się do stosowania w środowiskach takich jak maszyny MRI i innych miejscach, w których urządzenia elektroniczne są niepraktyczne. Technologia ta może być również korzystna w zastosowaniach w robotyce miękkiej i pomocach rehabilitacyjnych.
Naukowcy z Uniwersytetu w Tampere opracowali pierwszy na świecie miękki touchpad, który jest w stanie wykryć siłę, obszar i miejsce kontaktu bez prądu. Tradycyjnie wymagało to czujników elektronicznych, ale nowo opracowany touchpad nie potrzebuje prądu, ponieważ do wykrywania wykorzystuje kanały pneumatyczne wbudowane w urządzenie.
Wykonane w całości z miękkiego silikonu urządzenie zawiera 32 kanały dostosowujące się do dotyku, każdy o szerokości zaledwie kilkuset mikrometrów. Oprócz wykrywania siły, obszaru i lokalizacji dotyku, urządzenie jest na tyle precyzyjne, że rozpoznaje odręczne litery na swojej powierzchni, a nawet potrafi rozróżnić wielokrotne jednoczesne dotknięcia.
„Czujniki elektroniczne mogą przestać działać w ekstremalnych warunkach, na przykład w silnym polu magnetycznym. Ponieważ touchpad nie jest elektryczny, nie działa na niego silne pole magnetyczne, co czyni go idealnym do stosowania w urządzeniach takich jak MRI” – mówi doktorantka Vilma Lampinen.
Zastosowania w środowiskach medycznych i niebezpiecznych
Technologia czujników zastosowana w touchpadzie umożliwia na przykład wykrycie guzów nowotworowych podczas badania MRI, a robot pneumatyczny może wykonać biopsję podczas badania pacjenta. Technologia czujników kieruje robotem na podstawie danych uzyskanych z obrazów MRI.
Urządzenie pneumatyczne może być również używane w warunkach silnego promieniowania lub w warunkach, w których nawet niewielka iskra elektryczna mogłaby spowodować poważne zagrożenie.
Elastyczność silikonu jako materiału pozwala na integrację czujników w zastosowaniach, w których nie można zastosować tradycyjnej twardej elektroniki. Należą do nich miękkie roboty, które są wykonane z miękkich materiałów gumopodobnych i zazwyczaj poruszają się za pomocą napędu pneumatycznego.
Dodając dane zebrane przez czujniki do takich miękkich, nieelektrycznych urządzeń, w przyszłości możliwe będzie zmapowanie lokalizacji, siły i obszaru dotyku na całej powierzchni urządzenia. Oprócz miękkich robotów, zaawansowane protezy rąk również skorzystałyby na dodaniu zmysłu dotyku.
„Miękkie ręce robota można wykorzystać do zastąpienia obecnych, ręcznych protez, np. linii produkcyjnych. Ponieważ są miękkie, są bezpieczniejsze, lżejsze i potencjalnie tańsze w produkcji. Czujniki dotykowe wokół dłoni umożliwiłyby również delikatniejszy chwyt” – mówi Lampinen.
Urządzenia przenośne wykonane z miękkich materiałów mogą znaleźć także zastosowanie w rehabilitacji, np. jako pomoce w poruszaniu się. Miękkość poprawia komfort w porównaniu do podobnych twardych urządzeń.
Odniesienie: „Miękki mikropneumatyczny panel dotykowy” autorstwa Vilmy Lampinena, Miki Pihlajamäki, Anastasii Koivikko i Veikko Sarioli, 23 września 2024 r., Zaawansowane inteligentne systemy.
DOI: 10.1002/aisy.202400381
