Innovatieve handschoen-achtige haptische device herstelt real-world touch sensatie

Haptische technologie namat de ervaring van aanraking door gelokaliseerde gebieden van de huid te stimuleren op manieren die vergelijkbaar zijn met wat in de echte wereld gevoeld wordt door kracht, trilling of beweging. De menselijke hand heeft een groot aantal tactiele receptoren die gebruikt worden om de meeste objecten te perceperen. Er zijn veel situaties waarin de tastzin nuttig zou zijn zoals in een telehealth consultatie waar een dokter niet fysiek een patiënt kan onderzoeken.

Onderzoekers hebben een drie-richtings huidstrekkingsapparaat (SSD) ontwikkeld ingebouwd in de vingertoppen van een draagbare haptische handschoen die de tastzin namat. De schaalbare technologie kan geïntegreerd worden in textiel voor gebruik in diverse toepassingen zoals telehealth, medische hulpmiddelen, chirurgische robots, augmented en virtual reality, teleoperatie, en industriële instellingen.

Bestaande haptische technologie heeft grote moeite gehad de tastzin met objecten in virtuele omgevingen of op afstand te recreëren. Visuele of auditieve cues zijn gemakkelijk te repliceren maar haptische cues zijn uitdagender te reproduceren. Het is bijna onmogelijk om een gebruiker te laten voelen wat er gebeurt in een computer of smartphone met een haptische interface zoals commercieel beschikbare slimme brillen. Haptische feedback met trilling wordt minder gevoelig bij continu gebruik of wanneer gebruikers in beweging zijn, wat leidt tot desensitisatie en beperkte apparaatfunctionaliteit.

De nieuwe technologie overkomt problemen met bestaande haptische apparaten door een nieuwe methode te introduceren om een effectieve haptische sensatie te recreëren via zachte, miniatuur, kunstmatige „spieren.” De haptische handschoen stelt mensen in staat om virtuele of remote objecten op een realistichere en immersievere manier te voelen. De kunstmatige spieren genereren voldoende normale en afschuifkrachten aan de vingertoppen van de gebruiker via een zachte tactor, wat hen in staat stelt de tastzin effectief te reproduceren.

De mogelijkheid om de tastzin effectief te reproduceren via de nieuwe draagbare haptische device zou een breed scala aan voordelen hebben; bijvoorbeeld tijdens de COVID-19 pandemie wanneer mensen vertrouwen op videobellen om verbonden te blijven met geliefden. In tegenstelling tot bestaande haptische apparaten, is de nieuwe technologie zacht, lichtgewicht en dun en daarom kunnen gebruikers het integreren in wat ze dragen om realistische haptische ervaringen te bieden in instellingen inclusief revalidatie, educatie, training en recreatie.

De technologie kan een gebruiker in staat stellen om objecten in een virtuele wereld of op afstand te voelen; bijvoorbeeld, een wetenschapper kan een virtuele rots van een andere planeet voelen zonder hun lab te verlaten of een chirurg kan de orgaanweefsels van een patiënt voelen met chirurgische instrumenten zonder ze direct aan te raken.

De onderzoekers plannen het apparaat te implementeren in diverse haptische toepassingen zoals haptische bewegingsbegeleiding, navigatie-assistentie voor ouderen en mensen met slecht gezicht, tactiele tekstuele taal, en 3D krachtfeedback display voor gebruik in chirurgische robots, prostheses, en virtuele en augmented reality.