31 جولای 2023 – توسط دانیل استرین، دانشگاه کلرادو در بولدر-یک صفحه نمایش جدید با تغییر شکل می تواند لمس انسان را حس کرده و به آن پاسخ دهد. (اعتبار: برایان جانسون)
آی‌پدی را تصور کنید که چیزی بیش از یک آی‌پد نیست – با سطحی که می‌تواند تغییر شکل دهد و به شما امکان می‌دهد طرح‌های سه‌بعدی بکشید، هایکو بسازید که از صفحه‌نمایش بیرون می‌پرد و حتی دست همسرتان را از دوردست نگه دارید.
این چشم انداز تیمی از مهندسان دانشگاه کلرادو بولدر است. در یک مطالعه جدید، آنها یک صفحه نمایش با تغییر شکل منحصر به فرد ایجاد کرده اند که روی میز کارتی قرار می گیرد. این دستگاه از شبکه ای 10 در 10 از “عضلات” نرم روباتیک ساخته شده است که می تواند فشار بیرون را حس کرده و برای ایجاد الگوها ظاهر شود. برای تولید متن پیمایشی به اندازه کافی دقیق و سریع است که یک لیوان پر از مایع را تکان دهد.
همچنین ممکن است چیزی حتی نادرتر ارائه دهد: حس لامسه در عصر دیجیتال.
برایان جانسون، یکی از دو نویسنده اصلی مطالعه جدید که دکترای خود را در رشته مهندسی مکانیک در CU Boulder در سال 2022 دریافت کرد، گفت: “با پیشرفت فناوری، ما با ارسال متن در فواصل طولانی، سپس صدا و اکنون ویدئو شروع کردیم.”
جانسون و همکارانش نمایش شکل خود را در 31 جولای در مجله Nature Communications توصیف کردند.
نوآوری این گروه از کلاسی از ربات‌های نرم تشکیل شده است که توسط تیمی به رهبری کریستوف کپلینگر، که سابقاً استادیار مهندسی مکانیک در CU Boulder بود، پیشگام بودند. به آنها محرک های الکترواستاتیک خود ترمیم کننده هیدرولیکی (HASEL) می گویند. نمونه اولیه نمایشگر هنوز برای بازار آماده نشده است. اما محققان تصور می‌کنند که روزی فناوری‌های مشابه می‌توانند به دستکش‌های حسی برای بازی‌های مجازی یا یک تسمه نقاله هوشمند منجر شوند که می‌توانند سیب‌ها را از موز جدا کنند.
Mantas Naris، نویسنده ارشد مقاله و دانشجوی دکترا در گروه مهندسی مکانیک Paul M. Rady، گفت: «می‌توانید تصور کنید که این سلول‌های حس‌کننده و فعال را به شکل‌ها و ترکیب‌های مختلف مرتب کنید. واقعاً هیچ محدودیتی برای آنچه که این فناوری‌ها در نهایت می‌توانند منجر شوند وجود ندارد.»
در سال 2017، محققان به رهبری Mark Rentschler، پروفسور مهندسی مکانیک و مهندسی زیست پزشکی، بودجه ای را برای توسعه آنچه آنها sTISSUE می نامند، تامین کردند – اندام های خمیده ای که مانند اعضای واقعی بدن انسان رفتار می کنند و احساس می کنند اما کاملاً از مواد سیلیکون مانند ساخته شده اند.
کپلینگر که اکنون مدیر مؤسسه سیستم‌های هوشمند ماکس پلانک در آلمان است، از جمله محققین این کمک مالی است. نیکولاس کورل، دانشیار دپارتمان علوم کامپیوتر در CU Boulder. و شان هامبرت، استاد مهندسی مکانیک.
رنتشلر، یکی از نویسندگان این مطالعه جدید، می‌گوید: «شما می‌توانید از این اندام‌های مصنوعی برای کمک به توسعه دستگاه‌های پزشکی یا ابزارهای رباتیک جراحی با هزینه بسیار کمتری نسبت به استفاده از بافت حیوانی واقعی استفاده کنید.»
با این حال، در توسعه این فناوری، تیم به ایده یک صفحه نمایش رومیزی رسید. این تحقیق بخشی از برنامه علوم و مهندسی مواد است.
طراحی این گروه تقریباً به اندازه یک صفحه بازی Scrabble است و مانند یکی از آن تخته ها از مربع های کوچکی تشکیل شده است که در یک شبکه مرتب شده اند. در این مورد، هر یک از 100 مربع یک محرک HASEL جداگانه است. محرک ها از کیسه های پلاستیکی به شکل آکاردئون های کوچک ساخته شده اند. اگر جریان الکتریکی را از آنها عبور دهید، مایع در داخل کیسه ها جابه جا می شود و باعث می شود آکاردئون منبسط شود و به بالا بپرد.
محرک‌ها همچنین دارای حسگرهای نرم و مغناطیسی هستند که می‌توانند هنگام ضربه زدن به آنها را تشخیص دهند. جانسون، محقق فوق دکترا در مؤسسه سیستم های هوشمند ماکس پلانک، گفت که این امکان انجام برخی فعالیت های سرگرم کننده را فراهم می کند.
وی گفت: از آنجایی که حسگرها مبتنی بر آهنربا هستند، می‌توانیم از یک گره مغناطیسی برای کشیدن روی سطح نمایشگر استفاده کنیم.
سایر تیم‌های تحقیقاتی تبلت‌های هوشمند مشابهی تولید کرده‌اند، اما صفحه نمایش CU Boulder نرم‌تر است، فضای بسیار کمتری را اشغال می‌کند و بسیار سریع‌تر است. هر یک از ماهیچه های رباتیک آن می تواند تا 50 بار در ثانیه فعال شود.
محققان اکنون روی کوچک کردن محرک‌ها برای افزایش وضوح نمایشگر متمرکز هستند – تقریباً مانند افزودن پیکسل‌های بیشتر به صفحه نمایش کامپیوتر.
ناریس گفت: «تصور کنید اگر می‌توانید مقاله‌ای را روی گوشی خود بارگذاری کنید و به صورت خط بریل روی صفحه نمایش شما نمایش داده شود.
این گروه همچنین در حال کار بر روی چرخاندن نمایشگر به داخل است. به این ترتیب، مهندسان می‌توانند دستکشی طراحی کنند که نوک انگشتان شما را فشار می‌دهد و به شما امکان می‌دهد اشیاء را در واقعیت مجازی «احساس» کنید.
و به گفته رنتشلر، صفحه نمایش می تواند چیز دیگری به ارمغان بیاورد: کمی آرامش و سکوت.سیستم ما اساساً بی‌صدا است. محرک‌ها تقریباً هیچ صدایی ایجاد نمی‌کنند.»
