Электрогидравлические носимые устройства создают невиданные тактильные ощущения

Кожный покров человека может воспринимать разнообразные ощущения, такие как нежное сжатие, быстрые прикосновения или пульсацию сердца. В отличие от этого, телефоны, игровые контроллеры и часы обычно используют лишь вибрации, чтобы привлечь внимание пользователя. К сожалению, такое внезапное и быстрое дрожание ощущается иначе, чем большинство обычных тактильных взаимодействий, и оно быстро может стать раздражающим. Исследователи из MPI-IS в Штутгарте разработали носимые устройства на базе cutaneous electrohydraulic (CUTE), которые значительно расширяют диапазон тактильных ощущений, которые могут быть созданы будущими потребительскими продуктами.

Устройства CUTE работают на электрической энергии и способны производить широкий спектр тактильных ощущений, включая давление на кожу, медленные и успокаивающие прикосновения, а также вибрации на различных частотах — от низких до высоких. Этот новый подход к носимой обратной связи позволяет непревзойденно контролировать тактильные ощущения, которые могут быть переданы пользователю.

Эти устройства CUTE были разработаны междисциплинарной командой исследователей MPI-IS из отдела Haptic Intelligence (интеллектуальные тактильные технологии) под руководством Кэтрин Дж. Кухенбекер и отдела Robotic Materials (роботизированные материалы) под руководством Кристофа Кеплингера. Команда спроектировала новые искусственные мышцы с гидравлическим усилением и самовосстанавливающимися электростатическими свойствами (HASEL), которые обеспечивают уникальную способность устройства взаимодействовать с тактильными ощущениями пользователя. Когда на устройство подается напряжение, мягкий привод, расположенный в центре устройства, расширяется пропорционально напряжению. Это расширение позволяет устройству устанавливать и разрывать контакт с кожей, как если бы человек тянулся, чтобы коснуться запястья пользователя. Изменение напряжения со временем позволяет свободно настраивать обратную связь, создавая различные типы тактильных ощущений в зависимости от желаемого опыта.

Устройства CUTE компактны, бесшумны, безопасны, энергоэффективны и остаются прохладными во время работы. Эти впечатляющие возможности дополнительно демонстрируются командой в видео.

Перспективы применения устройств CUTE включают носимые вспомогательные технологии для навигации, создание тактильных ощущений для улучшения дополненной или виртуальной реальности, а также дополнение аудио- и визуальной обратной связи в шумных или визуально перегруженных сценариях.

Тактильные ощущения, создаваемые устройством, могут передавать разнообразные чувства — от успокаивающих до возбуждающих, например, поглаживание или щекотание кожи, ощущение пульсации сердца и даже включение и выключение двигателя. Примечательно, что пользователи воспринимают почти все тактильные сигналы как приятные: единственное ощущение, которое они не нашли приятным, — это непрерывная высокочастотная вибрация, как те, что создаются многими современными потребительскими устройствами. Более того, пользователи могут почти безошибочно идентифицировать различные кожные сигналы, что подчеркивает еще одно преимущество устройств CUTE по сравнению с часто используемыми электромагнитными приводами.

"Наши устройства CUTE демонстрируют возможность создания легких носимых систем, которые обеспечивают приятную и выразительную тактильную коммуникацию. Будущие разработки могут привести к применению этой технологии на больших участках тела, создавая более сложные ощущения, а также позволят изучать восприятие человеком тактильных сигналов, которые ранее было трудно воспроизвести", — говорит Наталия Санчес, аспирант MPI-IS и первый автор публикации.