7 okt. 2019
2 minuten
Wetenschappers van EPFL hebben een zachte kunsthuid ontwikkeld die haptische feedback geeft en zich dankzij een zelf-voelend mechanisme onmiddellijk kan aanpassen aan de bewegingen van de drager. Toepassingen variëren van medische revalidatie tot virtual reality.
Tast speelt een belangrijke rol in hoe we de wereld om ons heen waarnemen en ermee omgaan. En technologie die in staat is ons tastgevoel na te maken – ook wel haptische feedback genoemd – kan de interface tussen mens en computer en toepassingen voor medische revalidatie en virtual reality aanzienlijk verbeteren.
De zachte, flexibele kunsthuid is gemaakt van siliconen en elektroden. Dankzij de zachte sensoren en actuatoren kan de kunsthuid zich exact aanpassen aan de vorm van de pols van een drager en haptische feedback geven in de vorm van druk en trillingen. Spanningssensoren meten continu de vervorming van de huid, zodat de haptische feedback in realtime kan worden aangepast om een zo realistisch mogelijk tastgevoel te produceren.
"Dit is de eerste keer dat we een volledig zachte kunstmatige huid hebben ontwikkeld waarin zowel sensoren als actuatoren zijn geïntegreerd", zegt Harshal Sonar, hoofdauteur van de studie. "We kunnen de trillingsstimulatie die de gebruiker voelt nauwkeurig en betrouwbaar moduleren. Dit is ideaal voor draagbare toepassingen, zoals voor het testen van de proprioceptie (het vermogen van een organisme om de positie van het eigen lichaam en lichaamsdelen waar te nemen) van een patiënt in medische toepassingen."
Pneumatische actuatoren
De kunsthuid bevat zachte pneumatische actuatoren die een membraanlaag vormen die kan worden opgeblazen door er lucht in te pompen. De actuatoren kunnen worden afgestemd op verschillende hoeveelheden druk en frequenties (tot 100 Hz of 100 impulsen per seconde). De kunsthuid trilt wanneer de membraanlaag snel wordt opgeblazen en leegloopt. Bovenop de membraanlaag bevindt zich een sensorlaag met zachte elektroden van een vloeibaar-vast galliummengsel. Deze elektroden meten continu de vervorming van de huid en sturen de gegevens naar een microcontroller, die de feedback gebruikt om de sensatie die wordt doorgegeven aan de drager af te stemmen op diens bewegingen en veranderingen in externe factoren.
De kunsthuid kan een miljoen keer tot vier keer zijn oorspronkelijke lengte worden uitgerekt. Voorlopig hebben de wetenschappers hem getest op de vingers van gebruikers en zijn ze nog steeds bezig met het verbeteren van de technologie. "De volgende stap is het ontwikkelen van een volledig draagbaar prototype voor toepassingen in revalidatie en virtuele en augmented reality", zegt Sonar. "Het prototype zal ook worden getest in neurowetenschappelijke studies, waar het kan worden gebruikt om het menselijk lichaam te stimuleren, terwijl onderzoekers dynamische hersenactiviteit bestuderen in magnetische resonantie-experimenten."
Anderen lazen ook
