Osjetljiva rukavica osjeća i preslikava taktilne podražaje pomoću ljudskog znoja

Taktilne rukavice inženjera s MIT-a mogle bi pomoći u vraćanju motornih funkcija nakon moždanog udara, ali i poboljšati iskustvo gaminga

Mladen Smrekar utorak, 10. kolovoza 2021. u 12:39

Kad u ruku uzmete balon, držite ga s drugačijim pritiskom nego staklenu čašu. Inženjeri s MIT-a pronašli su način kako da precizno izmjere i mapiraju takve suptilne taktilne razlike. Dizajnirali su rukavicu osjetljivu na dodir koja može "osjetiti" pritisak i druge taktilne podražaje. 

Osjetljivi senzori

Unutrašnjost rukavice opremljena je sustavom senzora koji detektiraju, mjere i bilježe male promjene pritiska na rukavici. Pojedinačni senzori usklađeni su i jako osjetljivi pa mogu zabilježiti i vrlo slabe vibracije po koži, primjerice iz pulsa osobe.
Senzori generiraju karte pritiska specifične za svaki zadatak. Tako držanje balona proizvodi je relativno ravnomjeran signal pritiska po cijelom dlanu, dok je hvatanje čaše stvaralo jači pritisak na jagodicama prstiju. 

Senzori u rukavici mopgu osjetiti razliku drži li se rukom balon ili menzura
Senzori u rukavici mopgu osjetiti razliku drži li se rukom balon ili menzura

Istraživači vjeruju da bi taktilne rukavice mogle pomoći u obnavljanju motoričkih funkcija i koordinacije kod ljudi koji su pretrpjeli moždani udar. Rukavica bi se također mogla prilagoditi za povećanje doživljaja virtualne stvarnosti i gamerskih iskustava.


U sljedećoj fazi istraživači namjeravaju integrirati senzore ne samo u taktilne rukavice nego i u fleksibilna ljepila kako bi se puls, krvni tlak i drugi vitalni znakovi pratili preciznije nego pametnim satovima i drugim nosivim uređajima. 


Osjećanje znojem

Taktilne rukavice podsjećaju na senzore koji mjere vlagu. Ovi senzori, koji se nalaze u zrakovodima, hladnjacima i meteorološkim postajama, dizajnirani su kao mali kondenzatori, s dvije elektrode ili metalnim pločama, sendvič gumenim "dielektričnim" materijalom koji prenosi električne naboje između dvije elektrode.

Novi senzor pritiska može osjetiti male i brze promjene pritiska na vrhu prsta, primjerice lagano trljanje prsa o prst
Novi senzor pritiska može osjetiti male i brze promjene pritiska na vrhu prsta, primjerice lagano trljanje prsa o prst

U vlažnim uvjetima dielektrični sloj djeluje kao spužva za upijanje nabijenih iona iz okolne vlage. Ovaj dodatak iona mijenja kapacitet ili količinu naboja između elektroda, na način koji se može kvantificirati i pretvoriti u mjerenje vlažnosti.

Posljednjih godina istraživači su ovu kapacitivnu sendvič strukturu prilagodili za dizajn tankih, fleksibilnih senzora pritiska. Umjesto konvencionalnog dielektričnog sloja istraživači s MIT-a iskoristili su  - ljudski znoj. Budući da znoj prirodno sadrži ione poput natrija i klorida, zaključili su da bi ti ioni mogli poslužiti kao dielektrična zamjena. 

Umjesto sendvič strukture, oni su zamislili dvije tanke, ravne elektrode, postavljene na kožu tako da tvore krug određenog kapaciteta. Kad bi se na jednu "osjetljivu" elektrodu primijenio pritisak, ioni iz prirodne vlage kože nakupili bi se na donjoj strani i promijenili kapacitet između obje elektrode.

Osjetljivost se može povećati prekrivanjem donje strane elektrode šumom sitnih, savijenih, vodljivih dlačica. Svaka od njih služi kao mikroskopski nastavak glavne elektrode i reagira na pritisak.

Taktilna pomagala

Istraživači su izradili tanke, osjetljive elektrode veličine zrna, obložene tisućama zlatnih mikroskopskih niti ili "mikro stupova". Senzori su tako mogli pokupiti suptilne faze u pulsu osobe, poput različitih vrhova u istom ciklusu. Točna očitanja pulsa mogla su se pratiti i dok je osoba mahala rukama hodajući prostorijom.

Nicholas Fang, profesor strojarstva na MIT -u, vodio je projekt izrade rukavice osjetljive na dodir
Nicholas Fang, profesor strojarstva na MIT -u, vodio je projekt izrade rukavice osjetljive na dodir

Tim planira koristiti rukavicu za identifikaciju obrazaca pritiska za druge zadatke, poput pisanja olovkom i rukovanja drugim predmetima u kućanstvu. U konačnici, zamišljaju da bi taktilna pomagala mogla pomoći pacijentima s motoričkom disfunkcijom u umjeravanju i jačanju spretnosti i stiska ruku.