ابداع تحریک لامسه با خالکوبی پوشیدنی

به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا، دانش‌پژوهان ایتالیایی نوعی خالکوبی الکترونیکی بسیار نازک ابداع کرده‌اند که می‌تواند حس لمس موضعی را در فرد بازتولید کند. این دستگاه قابلیت استفاده در تولید نمایشگر‌های لمسی سبک و قابل حمل و ابزار‌های مراقبت‌های بهداشتی و رباتیک را دارد.

حس لامسه برای گرفتن و دستکاری اشیاء، تجربه جهان و ایجاد ارتباط بین ماشین‌ها و انسان‌ها ضروری است. تکرار حس لامسه از طریق دستگاه‌های پوشیدنی می‌تواند چندین کاربرد مهم داشته باشد، مانند ارائه بازخورد به بازوی رباتیک فرد قطع عضو یا اطلاعات برای افراد کم بینا و استفاده در واقعیت مجازی و بازی‌ها.

محققان مؤسسه فناوری ایتالیا (IIT) نوعی خالکوبی الکترونیکی پوشیدنی بسیار نازک ساخته اند که می‌تواند احساسات لمسی موضعی را از طریق تحریک حرارتی، الکتریکی و مکانیکی ایجاد کند.

آن‌ها کاغذ خالکوبی انتقال موقت را به عنوان بستری برای ساخت دستگاه خود انتخاب کردند، زیرا امکان انتقال کارآمد به سطوح غیرمسطح را فراهم می‌کرد و امکان تولید الکترود‌های سازگار و مسیر‌های الکتریکی را فراهم می‌آورد که به خوبی به پوست انسان می‌چسبند.

کاغذ خالکوبی برای استحکام مکانیکی با یک لایه پارلین به ضخامت ۱ میکرومتر پوشانده شد و سپس نوار‌های بسیار نازک جوهر نقره رسانا مستقیماً روی آن چاپ شد. محققان به این سطح سیم کشی اضافه کردند و سپس ریزذرات پلی استایرن، که فضا‌های خالی کوچکی را ایجاد می‌کند که برای به دام انداختن هوا طراحی شده و در نهایت لایه دیگری از پاریلن در بالای آن قرار گرفت.

این دستگاه که ضخامت آن چند میکرومتر است، با تحریک الکتروترموپنوماتیک کار می‌کند. گرمایش الکتریکی سریع و بسیار موضعی، حجم کمی از هوا را بین دو لایه پاریلن ایجاد می‌کند. همانطور که هوا منبسط می‌شود، نیرو‌هایی ایجاد می‌کند که می‌تواند توسط پوست در تماس با دستگاه احساس شود.

محققان پس از آزمایش دستگاه تکمیل شده بر روی یک اسلاید شیشه ای، خالکوبی الکترونیکی را روی نوک انگشت انسان قرار دادند تا توانایی آن را در برانگیختن احساسات لامسه ثابت کنند. فردی که این ابزار پوشیدنی را به انگشت داشت، از هر ۱۰ تحریک، ۹ مورد را احساس کرد و هیچ درد یا افزایش دما را در طول آزمایش گزارش نکرد. علاوه بر این، دستگاه با استفاده از یک باتری بسیار کوچک در ولتاژ پایین (کمتر از ۳۰۰ مگاوات) تغذیه می‌شد که آن را برای کاربر ایمن می‌کرد.

این کار عملکرد یک پیکسل تاکسل یا TActile را نشان داد، حسگری که فشار تماس با یک جسم فیزیکی را تشخیص می‌دهد. محققان در حال کار بر روی توسعه نمایشگر‌های لمسی بزرگتری هستند که دارای چندین تاکسل اند، می‌توانند مستقل از یکدیگر فعال شوند و امکان بازتولید حروف، اعداد و الگو‌های روی پوست را فراهم می‌کنند.

محققان ایتالیایی می‌گویند: اگرچه در این کار، بر توسعه و توصیف یک تاکسل واحد متمرکز شدیم با این حال، رویکرد، مواد و روش‌های ساخت را می‌توان به ساخت دستگاه‌های پیچیده تر، مانند نمایشگر‌های لمسی بزرگ‌تر و قابل خالکوبی تعمیم داد.

این پژوهشگران معتقدند رویکردشان قابلیت استفاده در ساخت نمایشگر‌ها و دستگاه‌های لمسی سبک و قابل حمل را دارد.

نتایج این مطالعه در مجله Advanced Electronic Materials منتشر شده است.