CityU sviluppa la pelle elettronica: servirà per la comunicazione tattile nel mondo virtuale

Un gruppo di ricerca, guidato dalla City University di Hong Kong (CityU), ha recentemente sviluppato una pelle elettronica morbida e senza fili in grado di rilevare e trasmettere il senso del tatto e di formare una rete tattile che consente l’interazione da uno a più utenti. Questa soluzione offre un grande potenziale per migliorare l’immersività della comunicazione tattile a distanza. “Con il rapido sviluppo della realtà virtuale e aumentata (VR e AR), i nostri sensi visivi e uditivi non sono sufficienti per creare un’esperienza immersiva. La comunicazione tattile potrebbe essere una rivoluzione per interagire nel metaverso”, ha dichiarato il dottor Yu Xinge, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica (BME) della CityU. Sebbene esistano numerose interfacce aptiche (la percezione aptica è il processo di riconoscimento degli oggetti attraverso il tatto) sul mercato, per simulare la sensazione tattile nel mondo virtuale, esse forniscono solo il rilevamento del tatto o il feedback aptico. L’unicità della nuova e-skin è che può svolgere funzioni di auto-sensing e di riproduzione aptica sulla stessa interfaccia.

 

Com’è strutturata e come funziona l’e-skin

L’e-skin contiene 16 attuatori flessibili (sensori cum) in un array 4 X 4, un’unità di microcontrollo (MCU), un modulo Bluetooth, e altri componenti elettronici su un circuito stampato flessibile. Tutti i componenti sono combinati in un dispositivo simile a una pelle di 7 cm X 10 cm e dello spessore di 4,2 mm. L’attuatore a pulsante, di dimensioni paragonabili a quelle di una moneta da 10 centesimi, funge da parte centrale dell’e-skin. Ciascun attuatore è costituito da una bobina flessibile, un supporto in silicone morbido, un magnete e una sottile pellicola in polidimetilsilossano (PDMS), che svolgono le funzioni di rilevamento tattile e feedback aptico basandosi sull’induzione elettromagnetica. Una volta che l’attuatore viene premuto e rilasciato da una forza esterna, viene indotta una corrente che fornisce segnali elettrici per la sensazione tattile a un attuatore corrispondente in un’altra patch e-skin. Quanto più profonda è la pressione del mittente, tanto più forte e prolungata è la sensazione generata sull’altro e-skin. Il segnale elettrico generato dagli attuatori viene convertito in un segnale digitale da un convertitore analogico-digitale sul circuito stampato della patch e-skin. I dati vengono poi trasmessi agli attuatori su un’altra e-skin tramite Bluetooth. Quando il segnale viene ricevuto, viene indotta una corrente per riprodurre il feedback aptico sull’e-skin del ricevente attraverso una vibrazione meccanica. Il processo può essere invertito per trasmettere le vibrazioni dall’e-skin del ricevente all’e-skin del mittente. Sebbene ogni attuatore possa svolgere un solo compito alla volta, gli altri 15 attuatori dell’e-skin possono integrarsi a vicenda e svolgere la funzione di rilevamento o di riproduzione aptica, consentendo alla patch e-skin di ottenere una trasmissione tattile bidirezionale simultanea.

Le molteplici applicazioni

L’IoT tattile offre un’ampia gamma di potenziali applicazioni, dicono i ricercatori. “La nostra pelle elettronica può comunicare con dispositivi Bluetooth e trasmettere dati attraverso Internet, con smartphone e computer, per eseguire la trasmissione tattile a distanza e formare un sistema di Internet degli oggetti (IoT) tattile, in cui si potrebbe realizzare la trasmissione tattile uno-a-uno e uno-a-molti. Amici e familiari in luoghi diversi potrebbero usarlo per ‘sentirsi’ l’un l’altro“, ha detto il dottor Yu. “Questa forma di contatto supera i limiti dello spazio e riduce notevolmente il senso di distanza nella comunicazione umana”. Successivamente, il team di ricerca si concentrerà sulle applicazioni pratiche per le persone con disabilità visive, che potrebbero indossare la pelle elettronica per ottenere una guida direzionale a distanza e leggere messaggi in Braille. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Science Advances.

 

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