Thiết bị hiển thị xúc giác nhỏ bằng băng dính

Hiện tại, chúng ta nhận được phần lớn thông tin từ máy tính thông qua các tính năng hình ảnh và âm thanh. Nhưng theo như các nhà khoa học Hàn Quốc chỉ ra, giác quan trải rộng nhất trên cơ thể người là xúc giác.

Trong khi các thiết bị máy tính xúc giác thực sự tồn tại, các nhà khoa học đang cố gắng tận dụng hoàn toàn giác quan bị bỏ qua này bằng sự phát triển một loại hiển thị xúc giác có thể quấn xung quanh ngón tay như một cái băng dính y tế.

Trong ấn bản sắp phát hành của tờ IEEE Transactions on Robotics, Ig Mo Koo, Hyouk Ryeol Choi, và các cộng sự thuộc ĐH Sungkyunkwan và ĐH Nevada giải thích làm cách nào họ thiết kế được loại hiển thị xúc giác sáng tạo này dựa trên công nghệ truyền động mềm. Khắc phục sự cứng nhắc và đồ sộ của các thiết bị hiện đại, thiết bị hiển thị mới mềm dẻo đủ để quấn xung quanh gần như bất kỳ phần nào của cơ thể, ví dụ như đầu ngón tay, bàn tay hoặc cánh tay.

Koo phát biểu với PhysOrg.com “Ưu điểm lớn nhất của thiết bị hiển thị xúc giác trên cơ thể so sánh với thiết bị hiển thị bình thường là tính linh hoạt. Khi bạn đưa một thiết bị thông thường lên bề mặt không bằng phẳng như da người, bạn không thể kích hoạt được toàn bộ vùng da qua hình dạng của nó. Tuy nhiên, trong trường hợp thiết bị hiển thị xúc giác trên cơ thể, nó có thể ứng dụng vào nhiều loại bề mặt mà không bị giới hạn vùng kích thích vì tính mềm dẻo, linh hoạt của nó.”

Các nhà nghiên cứu thuộc ĐH Sungkyunkwan, Hàn Quốc, và ĐH Nevada, Mỹ, đã phát triển một thiết bị hiển thị xúc giác dẻo có thể quấn xung quanh ngón tay như một miếng băng dính. Thiết bị này có thể được sử dụng để đọc chữ Braille cùng với nhiều ứng dụng khác. (Ảnh: Ig Mo Koo)

Các nhà nghiên cứu hy vọng thiết bị hiển thị mềm có thể cung cấp một phương tiện giao tiếp cho những người có thị giác suy yếu (ví dụ, biểu hiện chữ Braille). Nó cũng có thể có ứng dụng như mảnh vải hiển thị xúc giác, bàn phím thực tế ảo, găng tay phẫu thuật từ xa, hệ thống chuyển cảm xúc từ xa, và hơn thế nữa.

“Chúng ta hãy giả định rằng có một ai đó cần một loại hiển thị xúc giác trên cơ thể dạng găng tay. Khi họ dùng thiết bị thông thường, các tác nhân kích thích chỉ bám vào một vùng rất hạn chế. Nhưng nếu chúng ta phát triển nó thành một thiết bị hiển thị xúc giác trên cơ thể, chúng ta không chỉ tạo ra dạng găng tay trong quá trình sản xuất, mà còn đưa được tác nhân kích thích lên toàn bộ găng.”

Vật liệu quan trọng nhất đối với thiết bị hiển thị này là một loại polymer điện hóa (electroactive) có thể kích thích da mà không cần sử dụng bất kỳ sự chuyển giao điện khí phụ nào. Polymer bao gồm 8 tấm phim truyền động đàn hồi điện môi được phun trước các điện cực theo một mẫu cố định.

Tính cả một lớp bảo vệ ngăn cách các điện cực khỏi da, toàn bộ miếng polymer dày khoảng 210 micro-mét. Trong công trình của mình, các nhà nghiên cứu chế tạo ra một miếng polymer kích cỡ 11x14 mm có Velcro trên các mép, và cuộn lại vòng quanh ngón tay.

Thiết bị hiển thị có thể đưa thông tin đến người mang khi điện cực sinh ra một dòng điện chạy dọc các lớp phim. Một dòng điện khiến cho các lớp phim nén xuống và trải rộng ra phía ngoài. Thông qua cách này, các lớp phim gây ra lực lên da người mang, để lại “cảm giác nhẹ”. Cũng như phần lớn polymer, thiết bị này siêu đàn hồi, nghĩa là nó có thể chịu co kéo mạnh và trở về hình dạng ban đầu.

Cơ chế kích thích đơn giản này, không cần những thiết bị điện phức tạp, là một trong những ích lợi lớn nhất của thiết bị hiển thị xúc giác mềm so với các thiết bị hiển thị hiện tại. Những ích lợi khác bao gồm sử dụng năng lượng hiệu quả, tiết kiệm chi phí và dễ chế tạo. Theo như các nhà nghiên cứu cho biết thêm, thiết bị mới có nguồn năng lượng thấp và giá trị thay thế hơn thiết bị được xem là tối ưu, những thiết bị có thể giới hạn đối với những vị trí cụ thể.

Koo cho biết thêm trong tương lai nhóm nghiên cứu lên kế hoạch cải tiến khả năng hiển thị, cũng như phát triển các ứng dụng như hệ thống chuyển cảm xúc từ và thiết bị hiển thị xúc giác dạng găng tay.