Επαφή σε άλλο επίπεδο: Το πρώτο συνθετικό δέρμα που μεταφέρει το άγγιγμα

07:33 21/11/2019 - Πηγή: News 24|7

Φανταστείτε να νιώθετε τα χέρια του αγαπημένου σας, παρόλο που βρίσκεται στην άλλη άκρη του κόσμου. Ερευνητές από τις ΗΠΑ και την Κίνα δημιούργησαν ένα συνθετικό «δέρμα», που εμπλουτίζει τις εμπειρίες της εικονικής (VR) και της επαυξημένης πραγματικότητας (AR) με την αίσθηση της αφής. Πρόκειται για μια ελαφριά, λεπτή, ασύρματη και ευαίσθητη απτική διεπαφή, που απλώνεται απαλά πάνω στο φυσικό δέρμα και συνδέεται στο διαδίκτυο, μεταδίδοντας μέσω μηχανικών δονήσεων το άγγιγμα ενός άλλου απομακρυσμένου ανθρώπου.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής

τον καθηγητή επιστήμης των υλικών και βιοϊατρικής μηχανικής Τζον Ρότζερς της Σχολής Μηχανικών και της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Northwestern του Ιλινόις, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature", ανέφεραν ότι «οι τεχνολογίες με ικανότητες παραγωγής πολλαπλών αισθήσεων θα έχουν μεγάλου εύρους επιπτώσεις σε διάφορα πεδία».

Το λεγόμενο «επιδερμικό σύστημα VR», που θυμίζει τσιρότο και έχει διαστάσεις 15 επί 15 εκατοστών, μπορεί να έχει μελλοντικά μέσω αισθητηριακής ανάδρασης ποικίλες εφαρμογές στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης, στην τηλε-ιατρική, στον καλύτερο έλεγχο των προσθετικών μελών και άλλων βιοϊατρικών συσκευών, στα βιντεοπαιγνίδια, στις στρατιωτικές εφαρμογές κ.α. Με το νέο σύστημα θα μπορεί π.χ. κάποιος μέσω διαδικτύου να μεταδώσει το άγγιγμα του σε κάποιο αγαπημένο του πρόσωπο που βρίσκεται μακριά ή κάποιος που παίζει βιντεοπαιγνίδια, να αισθανθεί στο σώμα του ένα χτύπημα.

Οι παραδοσιακές τεχνολογίες εικονικής και επαυξημένης πραγματικότητας δημιουργούν ανθρώπινες εμπειρίες μέσω οπτικών και ακουστικών ερεθισμάτων που αναπαράγουν αντίστοιχες αισθήσεις του φυσικού κόσμου. Τα έως σήμερα συστήματα VR (Virtual Reality) και AR (Augmented Reality) συνήθως χρησιμοποιούν οθόνες στερεωμένες στο κεφάλι για να παράγουν τρισδιάστατα περιβάλλοντα δημιουργημένα από υπολογιστές, τα οποία υπάρχουν είτε σε απομόνωση από τον φυσικό κόσμο (η περίπτωση της εικονικής πραγματικότητας), είτε εμπλουτίζοντας τον φυσικό κόσμο (η επαυξημένη πραγματικότητα).

Σε σύγκριση με τα μάτια και τα αυτιά, το δέρμα, παρόλο που είναι το μεγαλύτερο όργανο του ασώματος, έχει ελάχιστα μελετηθεί ως αισθητηριακή διεπαφή για τις τεχνολογίες VR και AR. Στο παρελθόν έχουν γίνει προσπάθειες να δημιουργηθεί ένα «δέρμα» εικονικής πραγματικότητας με δυνατότητες επικοινωνίας, αλλά βασίζονταν σε σύρματα ηλεκτροδίων που πιέζονταν πάνω στο σώμα. Τα ηλεκτρόδια παρήγαν δονήσεις που ενεργοποιούσαν αισθητηριακές εμπειρίες. Όμως αποδείχθηκε δύσκολο να γίνει κάτι τέτοιο, χωρίς να προκαλούνται πόνοι ή ερεθισμοί πάνω στο φυσικό δέρμα.

Οι ερευνητές δημιούργησαν αυτή τη φορά μια πιο εύκαμπτη και άνετη διεπαφή ασύρματου τεχνητού δέρματος, το οποίο δεν χρειάζεται μπαταρίες ή σύρματα. Είναι ικανό για προγραμματισμένη ηλεκτρονική επικοινωνία και για μετάδοση αισθητηριακών ερεθισμάτων μέσω μιας διάταξης 32 προγραμματιζόμενων και δονούμενων ενεργοποιητών, οι οποίοι είναι ενσωματωμένοι σε ένα μαλακό και εύκαμπτο πολυμερές υλικό, που προσκολλάται στο φυσικό δέρμα, χωρίς να το ερεθίζει. Κάθε ενεργοποιητής (actuator), που έχει πάχος 2,5 και διάμετρο 18 χιλιοστών, δημιουργεί μια ξεχωριστή απτική αίσθηση στο δέρμα.

Το «δέρμα» συνδέεται ασύρματα μέσω τεχνολογίας NFC (Near-Field Communication), όπως αυτή που χρησιμοποιούν τα smartphones για τις ηλεκτρονικές πληρωμές, με μια οθόνη αφής κινητού τηλεφώνου ή ταμπλέτας. Όταν ο χρήστης αγγίζει την οθόνη, η αφή μεταδίδεται στο συνθετικό δέρμα. Με αυτό τον τρόπο, ένας φίλος ή συγγενής που βρίσκεται μακριά, αλλά αγγίζει την οθόνη, μεταφέρει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο (με αμελητέα χρονική υστέρηση) το άγγιγμα του στον άνθρωπο που έχει πάνω του το συνθετικό δέρμα.

Η νέα απτική τεχνολογία μπορεί να συνδυαστεί με τις γνωστές «κάσκες» εικονικής πραγματικότητας, ώστε να παράγει μια πιο διαδραστική και ολοκληρωμένη εμπειρία π.χ. στο πεδίο της ψυχαγωγίας και ειδικότερα των βιντεοπαιχνιδιών. Ήδη οι ερευνητές προσπαθούν να κάνουν το επιδερμικό σύστημα VR ακόμη πιο ελαφρύ και λεπτό, καθώς επίσης να το εμπλουτίσουν με νέους ενεργοποιητές (εκατοντάδες σε σχέση με τους σημερινούς 32), ώστε να παρέχουν περισσότερες αισθήσεις κατά το άγγιγμα, όπως της θερμότητας. Ακόμη θα επιχειρήσουν να ενσωματώσουν το «δέρμα» στα ρούχα.