UCL 연구원이 이끄는 팀이 개발한 실제 물체와 상호 작용하는 감각을 밀접하게 모방하는 손가락 끝 장치는 접촉 상실 진단, 화상 통화, 로봇 수술 및 위험 폐기물 처리에 응용할 수 있는 길을 열었습니다.

연구,출판됨~에네이처커뮤니케이션즈, 새로운 개발에 대해 설명합니다.만지다인간의 손가락 끝으로 사실적인 피드백을 전달하여 이전 장치보다 더 자연스럽게 터치를 시뮬레이션할 수 있는 관련 기술입니다.

이 기술의 더욱 실제적인 디자인은 이미 광범위한 적용이 고려되고 있는 우리의 촉각의 복잡성을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것임을 의미합니다.

이 기술의 잠재적인 응용 분야 중 하나는 접촉 상실을 겪고 있는 환자의 진단을 개선하는 것입니다.현재 이는 임상의가 무게가 증가하는 단일 섬유 브러시로 피부를 만지고 환자에게 감각이 느껴지는지 질문하여 감각 상실의 위치와 정도를 나타내는 방식으로 진단됩니다.

BAMH(생체 영감 햅틱) 시스템을 사용하면 이 프로세스를 자동화하고 속도를 높이며 임상의의 시간을 절약하고 진단의 기초가 되는 보다 실증적인 데이터를 제공할 수 있습니다.

이번 연구의 저자인 UCL 기계공학부 헬게 부르데만(Helge Wurdemann) 교수는 "BAMH 시스템은 인간이 촉각을 인지하는 데 필요한 최소 자극 강도인 민감도와 자극의 차별화를 정량화하는 능력을 향상시킨다"고 말했다.현재 진단 방법의 주관성을 줄임으로써 시스템이 이 프로세스를 크게 향상시킬 수 있다고 생각합니다."

팀은 현재 설정 중인 이 애플리케이션을 테스트하기 위해 임상 시험을 수행할 수 있는 윤리적 승인을 받았습니다.이 기술의 또 다른 잠재적인 응용은 로봇 수술 기술을 향상시키는 것입니다.

UCL 기계 공학 연구의 저자인 Sara Abad 박사는 "예를 들어 외과 의사는 손으로 암 조직과 정상 조직의 차이를 느낄 수 있으며, 이는 종양을 제거하기 전에 종양의 경계를 정의하는 데 도움이 됩니다.그러나 실내에서든 원격으로든 로봇 팔을 사용하여 작업을 수행하는 경우 이러한 촉각 능력이 상실됩니다.

"우리는 BAMH 시스템이 그 감각 중 일부를 되돌릴 수 있다고 생각하며 가까운 시일 내에 이 이론을 테스트하기 위해 임상 시험을 수행하기를 희망합니다."

인간의 터치 인식의 복잡성은 오랫동안 효과적인 터치 관련 장치 개발의 장애물이었으며, 시스템이 직관적이고 현실적인 피드백을 전달하는 데 어려움을 겪는 경우가 많았습니다.인간의 인식 기능 방식에서 영감을 받은 BAMH 시스템은 신체의 네 가지 주요 유형의 터치 수용체를 자극하여 이러한 문제를 해결합니다.인간의 피부.

Wurdemann 교수는 "인간의 촉각은 손가락 끝의 다양한 영역에 서로 다른 비율로 존재하는 4가지 유형의 수용체에 의해 포착된 감각과 관련됩니다. 예를 들어 일부는 가장자리를 더 잘 감지하는 반면 다른 일부는 질감을 더 잘 해석합니다.우리가 물체를 만질 때 우리는 물체를 정확하게 인식하는 데 도움이 되는 복잡한 자극 조합을 받습니다.

"우리가 개발한 시스템은 손가락 끝의 다양한 지점에서 정적 자극과 펄스 자극을 모두 생성할 수 있으며 강도 수준은 인간의 민감도 임계값 이하로 떨어지거나 초과할 수 있습니다. 중요한 것은 이러한 자극이주파수 범위피부의 터치 수용체의 감도와 일치하여 일상 생활에서 실제 사물과 상호 작용하는 감각을 밀접하게 모방하는 터치 경험을 가능하게 합니다."

BAHM 시스템에 의해 전달되는 펄스는 피부 촉각 수용체의 0~130Hz 감도 범위 내에 있습니다.이를 통해 손가락의 전면, 하단, 측면 영역에 걸쳐 터치 수용체를 보다 정확하게 활성화할 수 있어 더욱 정확하고 선택적인 감각을 얻을 수 있습니다.

이 연구는 또한 인간 손가락의 자극 민감도가 손가락 끝의 다양한 영역과 다양한 주파수에 따라 다르다는 사실을 발견했으며, 이는 보다 현실적이고 정확한 경험을 달성하기 위해 손가락의 각 영역에 올바른 유형의 자극을 전달하는 것이 중요하다는 점을 강조합니다.

Abad 박사는 "기존 터치 피드백 시스템은 사용자가 경험하고 있는 자극을 올바르게 해석할 수 있도록 교육을 받아야 하는 경우가 많습니다. 부분적으로는 기존 시스템이 전달할 수 있는 감각의 범위가 제한되어 있고 피드백의 경직성 때문이기도 합니다.이러한 시스템을 통해 우리는 어떻게 하면 보다 자연스러운 터치 피드백을 가능하게 하여 광범위한 사용자 교육의 필요성을 줄일 수 있는 방식으로 피부를 자극할 수 있을까요?

"이 문제를 해결하기 위해 우리는 물체 가장자리, 질감, 피부 늘어짐과 같은 특징에 대한 우리의 인식이 피부 내 네 가지 주요 유형의 수용체에 크게 의존하는 방식에 초점을 맞춘 생체 영감 접근 방식을 채택했습니다. 결과 기술은 촉각을 통합하는 방법을 제공합니다.우리의 가상 사회적 상호 작용에 참여하고 감도 상실을 경험하는 환자의 터치 인식을 위한 진단 도구 역할도 할 수 있습니다."

9월 14일 토요일, Wurdemann 교수와 Abad Guaman 박사가 그들의 혁신을 발표할 예정입니다.영국 과학 축제이스트 런던 대학교에서 개최되었습니다.페스티벌 참석자들은 이 기술이 어떻게 팔뚝의 실제 감각을 시뮬레이션하는지 직접 느낄 수 있는 기회를 갖게 되며 디지털과 실제 생활의 연결이 어떻게 더 가까워질 수 있는지 보여줄 것입니다.