Инженеры Северо-Западного университета США разработали гибкое устройство, которое можно носить на кончике пальца, как пластырь. Оно позволяет ощущать текстуры и рельефные поверхности при взаимодействии с сенсорными экранами. Это изобретение может стать важным шагом на пути к изменению того, как люди взаимодействуют с персональными устройствами.

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Обзор Intel Core Ultra 5 250K Plus, или Как Arrow Lake превратился в «топ за свои деньги»

Обзор Intel Core Ultra 7 270K Plus — лучший Arrow Lake за полцены

Ryzen и DDR5-6000 на чипах Samsung — G.Skill даёт добро

72 полёта над Марсом: как Ingenuity пережил зиму, сбои и собственную миссию

Источник изображений: newatlas.com

«Осязание — это последнее из основных чувств, для которого до сих пор не существует полноценного цифрового интерфейса. У нас есть технологии, которые делают изображение и звук реалистичными. Теперь мы хотим, чтобы текстуры и тактильные ощущения тоже стали реальными. Это устройство приблизит нас к достижению этой цели», — считает аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan), возглавлявшая исследование, результаты которого недавно были опубликованы в журнале Science Advances.

Гибкое плёночное тактильное устройство, которое оборачивается вокруг пальца пользователя и имеет небольшие выступы на внешней стороне, получило название VoxeLite. Оно может оказаться полезным для людей с нарушениями зрения, поскольку с его помощью им будет удобнее взаимодействовать с сенсорными экранами разных устройств. Кроме того, VoxeLite может стать шагом на пути к расширению возможностей взаимодействия в дополненной и виртуальной реальности, а также к улучшению коммуникации между человеком и машиной. Среди потенциальных сфер применения — отзывчивые сенсорные элементы управления на приборных панелях автомобилей, симуляции текстур товаров в интернет-магазинах, тактильные подсказки для людей с нарушениями зрения, более реалистичный игровой процесс в мобильных играх, а также контент в интерактивных музеях, который можно «потрогать».

По сути, VoxeLite представляет собой тонкий эластичный латексный пластырь с несколькими резиновыми выступами, которые покрывают кончик пальца и могут индивидуально, точно и с высокой скоростью надавливать на кожу. Каждый такой выступ имеет проводящий внешний слой и электрод внутри. «Когда устройство проводят по заземлённой поверхности, оно контролирует трение на каждом выступе, что приводит к управляемому вдавливанию и воздействию на кожу», — пояснил один из авторов исследования Дж. Эдвард Колгейт (J. Edward Colgate).

На физическом уровне проводящий слой взаимодействует с поверхностью и создаёт электростатические сигналы, благодаря которым устройство и воздействует на кожу пальца. Модулируя подаваемое на выступы напряжение VoxeLite может создавать разное трение, имитируя ощущение прикосновения к шероховатым и скользким поверхностям. Поскольку выступы расположены друг от друга на расстоянии чуть более 1 мм, устройство может точно воспроизводить тактильные сигналы, соответствующие чувствительности человеческого осязания. Это означает, что симулированные ощущения будут казаться такими же реальными, как при касании физических объектов.

Исследователи уже успели протестировать VoxeLite. Участникам тестирования предлагалось с помощью устройства определить виртуальные текстуры, узоры и направляющие сигналы, например, вверх, вниз и по часовой стрелке. В результате тестов было установлено, что использование устройства позволяет определять разные объекты с точностью до 87 %.

Это хорошее начало для разработки тактильных технологий нового поколения. Учёные намерены изучить вопрос масштабирования технологии, чтобы VoxeLite можно было использовать на нескольких пальцах одновременно. Также планируется разработка беспроводной версии, которую было бы удобнее использовать в быту. Ещё одним важным направлением станет обеспечение долговечности устройства при длительной эксплуатации. Параллельно с этим рассматривается возможность персонализированной калибровки для предоставления более реалистичных ощущений за счёт индивидуальной настройки.

Учёные Кембриджского университета (Великобритания) построили роботизированный манипулятор, который отличает повышенная чувствительность на «кончиках пальцев». Это позволяет машине считывать символы шрифта Брайля вдвое быстрее, чем это делает человек. Эта разработка поможет роботам надёжнее удерживать предметы, а протезы получат полноценное осязание.

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Обзор Intel Core Ultra 7 270K Plus — лучший Arrow Lake за полцены

Ryzen и DDR5-6000 на чипах Samsung — G.Skill даёт добро

72 полёта над Марсом: как Ingenuity пережил зиму, сбои и собственную миссию

Обзор Intel Core Ultra 5 250K Plus, или Как Arrow Lake превратился в «топ за свои деньги»

Источник изображения: youtube.com/@cambridgeuniversity

Кончики пальцев человека невероятно чувствительны — мы можем описать текстуру объекта с элементами в половину толщины человеческого волоса. Это помогает правильно рассчитывать усилие, чтобы ухватить яйцо или, скажем, тяжёлый мешок. По мере того как роботизированные системы становятся всё более похожими на части тела человека, возрастает потребность в их взаимодействии с различными предметами. Воспроизвести чувствительность на кончиках пальцев оказалось невероятно сложно, но выход нашли учёные Кембриджского университета, создавшие тактильные датчики на основе визуальной информации с её обработкой алгоритмами искусственного интеллекта.

Исследователи поставили задачу построить достаточно чувствительный сенсор, который мог бы читать шрифт Брайля. Причём он должен делать это не по одному символу, как традиционные сканеры, а перемещаться по ним, как это делает человек — в случае оптической системы это дало бы эффект размытия. Для обучения ИИ они воспользовались массивом статических изображений символов шрифта Брайля, применив в ним эффект размытия, созданный искусственно. В результате робот получил возможность читать тексты со скоростью 315 слов в минуту с точностью 87,5 %, что вдвое превышает скорость чтения человека, который демонстрирует примерно ту же точность. Исследователи говорят, что этот подход можно масштабировать, используя при обучении более объёмные массивы данных, что позволит нарастить производительность будущих систем.

На практике это позволит создавать роботизированные конечности и протезы с чувствительностью как у человеческих кончиков пальцев. В перспективе авторы проекта планируют увеличить систему до размеров руки человека или даже создать способную к осязанию кожу для человекоподобного робота.