Инженеры из Северо-Западного университета разработали первое тактильное устройство, способное достигать разрешающей способности, сопоставимой с человеческим осязанием. Эта ультратонкая носимая разработка, получившая название VoxeLite, воспроизводит тактильные ощущения с точностью, аналогичной чувствительности кончика пальца. Интерфейс, выполненный в виде удобного облегающего устройства, может кардинально изменить способ взаимодействия пользователей с цифровыми технологиями.
Визуальные и аудиосистемы уже достигли почти совершенной точности благодаря исследованиям, однако с осязанием прогресс оказался менее заметным. Многие устройства до сих пор используют грубую вибрацию. Чтобы решить эту проблему, команда из Северо-Западного университета смогла воссоздать пространственные и временные характеристики настоящего прикосновения. « Тактильное восприятие — единственный из базовых органов чувств, для которого до сих пор не создан полноценный цифровой аналог », — подчеркнула Сильвия Тан, руководившая процессом. По ее словам, команда нацелена на создание таких текстур и тактильных ощущений, которые будут максимально приближены к реальности, и при этом устройство останется удобным в использовании на протяжении длительного времени.
Разработка была оценена как значительный успех соавтором работы Дж. Эдварда Колгейта. Он заявил, что это серьезное научное достижение в сфере тактильных технологий, поскольку впервые продемонстрирована технология, обеспечивающая «человеческое разрешение». Подчеркивалось, что она соответствует пространственным и временным ограничениям, присущим сенсорной системе человека. Решение этой задачи оказалось непростым, учитывая высокую скорость реакции кожи и её способность к распознаванию малейших нюансов.
VoxeLite состоит из сети миниатюрных элементов, интегрированных в тонкий, гибкий латексный лист. Каждый элемент функционирует как тактильный пиксель. Электроадгезия достигается благодаря резиновому куполу, проводящему слою и внутреннему электроду при подаче электрического тока. В отличие от предшествующих разработок, которые модифицировали коэффициент трения на дисплеях, VoxeLite контролирует механическое воздействие. Каждый элемент прилипает к поверхности и отклоняется, чтобы оказывать давление на кожу. Повышенное напряжение увеличивает трение и создает ощущение шероховатости, а пониженное напряжение снижает трение, имитируя гладкие поверхности. Для восприятия этих виртуальных текстур пользователи перемещают устройство по экранам, покрытым специальным проводящим материалом.
Устройство функционирует в двух режимах. В активном режиме узлы совершают быстрое наклонение для создания виртуальных текстур. Их движение составляет до 800 раз в секунду, что позволяет охватить весь спектр тактильных рецепторов. В процессе тестирования участникам удавалось распознавать направляющие сигналы с точностью до 87 процентов, а также определять материалы, такие как кожа и вельвет, с точностью 81 процент. В пассивном режиме устройство удобно интегрируется в повседневную жизнь, оставаясь тонким и мягким, что позволяет избежать блокировки обычного осязания и обеспечивает возможность переключения между реальным и цифровым взаимодействием без необходимости его извлечения.
Команда разработчиков объявила об интеграции VoxeLite с телефонами и планшетами. В перспективе эти устройства смогут позволить покупателям ощупывать текстуру тканей через интернет или предоставлять тактильные карты для людей с ослабленным зрением. Сильвия Тан отметила, что особенность разработки заключается в сочетании пространственного разрешения, временной точности и удобства использования.
Исследование в журнале Science Advances.