加州大学研究员开发柔软弹性电子装置,模拟皮肤压力震感

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这种触觉技术可以帮助AR/VR等领域再现更多样、更逼真的触感

映维网Nweon 2024年07月03日)由加州大学圣地亚哥分校领衔的一组研究人员开发了一种柔软且有弹性的电子装置,并可在皮肤模拟相关的压力或震感,而这种触觉技术可以帮助AR/VR等领域再现更多样、更逼真的触感。

据介绍,所述装置由一个柔软的、可拉伸的电极连接到一个硅胶贴片之上。它可以像贴纸一样戴在指尖或前臂。电极与皮肤直接接触,通过电线接到外部电源。通过向皮肤发送微弱的电流,装置可以根据信号的频率产生压力或振动的感觉。

研究人员表示:“我们的目标是创造一种使用电信号提供广泛的触摸感觉,而不会给佩戴者带来痛苦的可穿戴系统。”

现有的技术通过电刺激来重建触觉,但由于使用的是刚性金属电极,与皮肤的贴合度不高,所以常常会引起疼痛。电极和皮肤之间的气隙会导致痛苦的电流。

为了解决相关问题,研究小组开发了一种柔软且有弹性的电极,它可以无缝地贴合皮肤。

电极由两种现有聚合物的构建块构成的新型聚合物材料制成:一种是导电的刚性聚合PEDOT:PSS;另一种是柔软的,有弹性的聚合物PPEGMEA。通过优化比例,团队从分子层面设计了一种既导电又可拉伸的材料。

聚合物电极激光切割成弹簧形状,同心设计并连接到硅基板上。这种设计增强了电极的可拉伸性,并确保电流针对皮肤的特定位置,从而提供局部刺激以防止任何疼痛。

在测试中,10名参与者将电极装置戴在前臂。研究人员与阿姆斯特丹大学的行为科学家和心理学家合作,首先确定了可检测到的最低电流水平。然后他们调整电刺激的频率,让参与者体验到压力或振动的感觉。

团队表示:“我们发现,通过增加频率,参与者感受到更多的震动,而不是压力。这非常有趣,因为从生物物理学上讲,我们一直不知道皮肤是如何感知电流的。”

相关论文:Conductive block copolymer elastomers and psychophysical thresholding for accurate haptic effects
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新的见解可能为开发先进的触觉设备铺平道路,例如虚拟现实和医疗假肢等领域。

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