洗練とニュアンスには、皮膚に供給される刺激のタイプ、大きさ、タイミングを正確に制御する必要があることを複製する。これは、現在のテクノロジーが克服するのに苦労し、失敗したという大きな課題を提示します。
「触覚技術が豊かさとリアリズムにビデオとオーディオがビデオとオーディオを遅らせる理由の一部は、皮膚の変形の仕組みが複雑であることです」とノースウェスタンズは言いました。 J.エドワードコルゲート、告発者の先駆者であり、研究の共著者。 「皮膚を突っ込んだり、横に伸ばしたりすることができます。皮膚の伸びはゆっくりと迅速に発生する可能性があり、手のひらの完全な手のひらなど、完全な表面にわたって複雑なパターンで発生する可能性があります。」
アクチュエーターが解き放たれました
その複雑さをシミュレートするために、ノースウェスタンチームは、完全な動きの自由（FOM）で最初のアクチュエーターを開発しました。これは、アクチュエータが単一の種類の動きや限られた動きに制約されていないことを意味します。代わりに、皮膚に沿ってすべての方向に力を移動して適用できます。これらの動的な力は、個別に、そして互いに組み合わせて、皮膚のすべての機械受容器を関与させます。
「これは、タッチ感覚の複雑さを管理するための大きな一歩です」と、McCormickのWalter P. Murphy Murphyの機械工学教授であるColgate氏は述べています。 「FOMアクチュエータは、肌を突くか、伸ばすことができ、ゆっくりと速く動作し、配列で使用できる最初の小さくコンパクトな触覚デバイスです。その結果、顕著な範囲の触覚感覚を生成するために使用できます。」
サイズがわずか数ミリメートルで、デバイスは、ネスティング構成に配置された小さな磁石とワイヤーコイルのセットを活用します。電気がコイルを流れると、磁場が生成されます。その磁場が磁石と相互作用すると、磁石を動かしたり、押したり、引っ張ったり、ねじったりするのに十分な強度を生成します。アクチュエーターを配列に組み合わせることにより、ピンチ、ストレッチ、絞り、タッピングの感覚を再現できます。
「コンパクトな設計と強力な力の出力の両方を達成することが重要です」と、理論的な仕事を主導したHuang氏は言いました。 「当社のチームは、最適な設計を識別するための計算モデルと分析モデルを開発し、各モードが不要な力またはトルクを最小限に抑えながら最大の力コンポーネントを生成するようにします。」
仮想の世界を生き返らせます
デバイスの反対側に、チームは加速度計を追加しました。これにより、宇宙での方向を測定できます。この情報を使用すると、システムはユーザーのコンテキストに基づいて触覚フィードバックを提供できます。たとえば、アクチュエータが手にある場合、加速度計はユーザーの手が手のひらを上げたり、手のひらにしたりするかどうかを検出できます。アクセラレータはまた、アクチュエータの動きを追跡し、その速度、加速、回転に関する情報を提供することもできます。
ロジャースは、このモーション追跡機能は、スペースをナビゲートしたり、フラットスクリーンで異なるテクスチャに触れたりする場合に特に役立つと述べました。 「ピースに沿って絹に沿って指を走らせると、摩擦が少なくなり、コーデュロイや黄麻布に触れるときよりも速くスライドします」と彼は言いました。 「オンラインで服や生地の買い物をして、テクスチャーを感じたいと思っていることを想像できます。」
日常の触覚体験を複製するだけでなく、プラットフォームは肌を介して情報を転送することもできます。触覚フィードバックの頻度、強度、リズムを変更することにより、チームは音楽の音をたとえば物理的なタッチに変換しました。彼らはまた、振動の方向を変えるだけでトーンを変えることができました。これらの振動により、ユーザーはさまざまな機器を区別できます。
「私たちは、特定の楽器に関連する微妙な情報を失うことなく、音楽のすべての特性を分解し、それらを触覚にマッピングすることができました」とロジャーズは言いました。 「これは、別の感覚体験を補完するためにタッチ感を使用する方法のほんの一例です。私たちのシステムは、デジタルと物理の世界の間のギャップをさらに埋めるのに役立つと思います。真のタッチ感覚を追加することで、デジタルインタラクションはより自然で魅力的に感じることができます。」
#未来を感じる新しいウェアラブルデバイスは人間のタッチの複雑さを模倣します