Hannover Messe: Virtual skin contact – Smart textiles are making remote hugs tangible
在今年的漢諾威工業博覽會上,由薩爾大學 Stefan Seelecke 和 Paul Motzki 教授領導的研究團隊將透過在背面貼有智慧薄膜的手錶來展示他們的技術。博士學生 Sipontina Croce(左)和學生 Lukas Roth(右)正在研究融入高科技薄膜的紡織品。在相關專案中,工程師利用他們的技術為未來的工業生產流程製造了互動式手套。圖片來源:奧利佛·迪茨智慧紡織品使虛擬實境更加身臨其境,並使佩戴者能夠體驗物理觸摸的感覺。可以傳輸觸覺的超薄膜能夠將紡織品變成虛擬的第二層皮膚。

對於醫院隔離病房的重症兒童來說,這項新技術讓他們有機會在電腦模擬探視期間感受到父母身體上的親密,並再次體驗被擁抱、擁抱或擁抱的感覺。

由薩爾大學 Stefan Seelecke 和 Paul Motzki 教授領導的研究團隊將展示這些技術背後的技術漢諾威工業博覽會4 月 22 日至 26 日(2 號展廳,B10 展位)。

一隻手放在肩膀上、撫摸手臂或簡單的擁抱:人的觸摸可以帶來平靜、舒適和親密、安全感和被保護的感覺。當我們皮膚中的細胞受到觸摸刺激,大腦的許多部位都會被觸發,導致我們身體的生物化學立即改變。荷爾蒙和訊號分子被釋放,包括催產素,它能產生一種幸福感和連結感。

另一方面,視訊通話往往會讓我們感到冷淡。我們懷念面對面會議所帶來的親密感和情感連結。但是,當身體上的親密關係至關重要時,當孩子病重而父母無法探望時,會發生什麼事?當由於免疫系統減弱而無法進行身體接觸時?

薩爾大學、htw saar 應用科學大學、機電一體化和自動化技術中心 (ZeMA) 以及德國人工智慧研究中心 (DFKI) 的一個跨學科研究團隊正在研究一項技術,使醫院隔離病房的兒童能夠在虛擬在訪問期間,以一種非常自然的方式感受到父母的身體接近。

「Multi-Immerse」計畫處於工程科學、神經技術、醫學和電腦科學的交叉點,研究團隊的成員正在開發實現個體之間多感官虛擬接觸的方法。其目的是創造新技術,讓年輕患者盡可能真實地看到、聽到和感受到他們的父母和兄弟姐妹,使孩子們即使在身體上分開的情況下也能體驗到強烈的親密身體互動感。

由薩爾大學 Stefan Seelecke 教授和 Paul Motzki 教授以及薩爾布呂肯 ZeMA 領導的研究小組負責該計畫的觸覺方面,並創建可提供真實觸覺的技術系統。薩爾布呂肯的工程師是利用有機矽薄膜賦予表面新穎功能的專家。

他們開發出厚度僅 50 微米的薄膜,可以像第二層皮膚一樣穿著。正如我們的皮膚是我們身體與外界的介面一樣,這些是身體與虛擬世界的介面。目標是在虛擬環境中人與人之間的互動中創造出逼真的觸覺。

當這些高科技薄膜融入紡織品時,當母親或父親撫摸其他地方的第二塊智慧紡織品時,這些高科技薄膜可以讓孩子體驗到被觸摸的感覺。

智慧材料系統實驗室負責人Seelecke 教授解釋說:「這些薄膜被稱為介電彈性體,既可以充當感測器(檢測媽媽或爸爸的觸覺輸入),也可以充當執行器(將這些動作傳遞給孩子) 」在薩爾大學。

當用作感測器時,薄膜能夠以非常高的精度識別手或手指在刷過薄膜時如何按壓或拉伸薄膜。這種由父母的手引起的物理變形會在與孩子皮膚接觸的第二種紡織品上精確地再現,例如,給孩子一種手臂被撫摸的真實印象。

「超薄膜的每一面都印有高度柔性的導電層,以形成所謂的介電彈性體。如果我們向彈性體薄膜施加電壓,電極就會相互吸引,壓縮聚合物並導致其膨脹薩爾大學和ZeMA 的智慧材料系統創新生產跨機構教授Paul Motzki 教授說。

即使薄膜最輕微的移動也會改變其電容,這是一個可以精確測量的物理量。當手指在薄膜上滑動時,薄膜會變形,並且可以將精確的電容值分配給薄膜的每個單獨位置。這些測量的電容值的序列表示手指移動時所採取的路徑。因此,薄膜本身就是一個柔性感測器,可以辨識它是如何變形的。

透過了解電容值和薄膜變形的相互關係,研究人員可以使用智慧紡織品將父母手的撫摸動作轉移到孩子的手臂上。研究團隊能夠精確控制彈性體薄膜的運動。透過結合電容數據和智慧演算法,團隊開發了一種它可以預測和編程運動序列,從而精確控制彈性體薄膜的變形方式。

「我們可以讓薄膜執行連續受控的彎曲運動,從而對皮膚施加越來越大的壓力,或者我們可以讓它保持在固定位置,」博士解釋說。學生Sipontina Croce正在該計畫中進行博士研究。他們還可以以指定的頻率創建敲擊運動。運動的幅度和頻率可以精確地調節。

在今年的漢諾威工業博覽會上,該團隊將透過一款背面貼有智慧薄膜的「手錶」展示他們的技術。「我們可以創建這些智慧組件的鏈,以便它們能夠傳輸長時間的撫摸動作。為此,我們將組件互連起來,以便它們可以在網路內集體通信和協作,」Motzki 解釋道。

這種智慧紡織技術價格低廉、重量輕、無噪音且節能。透過為電腦遊戲提供觸覺元素,新穎的彈性體薄膜技術還可用於使遊戲體驗更加真實。在相關項目中,工程師利用他們的技術為未來的工業生產過程創造了互動式手套,或者在平板玻璃顯示器上創造了觸覺「按鈕」或「滑塊」的感覺,這實際上為觸控螢幕帶來了新的維度互動。

在今年的漢諾威工業博覽會上,來自薩爾布呂肯的智慧材料專家將展示使用介電彈性體的其他開發成果,例如感測襯衫或鞋底,或泵浦、真空泵和高性能執行器等工業組件。

引文:虛擬皮膚接觸:智慧紡織品使遠端擁抱變得有形(2024 年,4 月 3 日)檢索日期:2024 年 4 月 3 日來自 https://techxplore.com/news/2024-04-virtual-skin-contact-smart-textiles.html

本文檔受版權保護。除了出於私人學習或研究目的的任何公平交易外,不得未經書面許可,不得複製部分內容。所提供的內容僅供參考。