Dari realitas virtual ke rehabilitasi dan komunikasi, Teknologi Hptik Ini telah merevolusi cara manusia berinteraksi dengan dunia digital. Sementara perangkat haptic pertama yang berfokus pada sinyal individu seperti notifikasi berbasis getaran, kemajuan modern telah menggerebek jalur untuk perangkat haptic multisensor yang mengintegrasikan berbagai bentuk umpan balik sentuhan, termasuk getaran, peregangan kulit, tekanan dan suhu. Baru -baru ini, tim ahli, termasuk yang dari University of Rice Marcia O’Malley Dan Daniel PrestonMahasiswa Pascasarjana Joshua Fleck, mantan mahasiswa Zane Zook ’23 dan Janelle Clark ’22 dan kolaborator lainnya, menerbitkan ulasan dalam -Depth di Tinjauan Alam Bioengineering Menganalisis keadaan terkini dari teknologi haptic multisensori portabel, menggambarkan tantangan, kemajuan, dan aplikasi dunia nyata.
Perangkat hptikal, yang memungkinkan komunikasi melalui sentuhan, telah berevolusi secara signifikan sejak diperkenalkan pada tahun 1960 -an. Awalnya, mereka didasarkan pada mekanisme yang kaku dan membumi yang bertindak sebagai antarmuka pengguna, menghasilkan komentar berdasarkan kekuatan lingkungan virtual. Tetapi dengan kemajuan dalam teknologi deteksi dan akting, perangkat haptic menjadi semakin portabel. Inovasi saat ini fokus pada umpan balik kulit, merangsang reseptor kulit untuk memberikan sensasi taktil yang realistis, alih -alih umpan balik knestetik, yang meniru kekuatan yang diberikan pada sistem muskuloskeletal.
“Perangkat haptic portabel sekarang diintegrasikan ke dalam produk konsumen seperti jam tangan pintar dan aksesori untuk permainan, dan melayani peran yang lebih kompleks dalam media medis, robotika, dan media yang mendalam,” kata O’Malley, profesor keluarga Thomas Michael Panos di bidang teknik dan profesor dan presiden teknik mesin. “Perubahan baru menuju umpan balik haptik multisensor, yang berarti menawarkan lebih dari satu jenis stimulus taktil secara bersamaan, meningkatkan pengalaman pengguna, tetapi menghadirkan tantangan rekayasa baru dan perseptif. Ketika teknologi ini terus berkembang, kita akan melihat bahwa ia bergerak ke arah pengalaman yang kaya dan multi -sensor, yang menutup celah antara digital dan interaksi manusia.
Desain perangkat haptic multisensori yang efektif dan portabel membutuhkan pemahaman yang mendalam tentang persepsi sentuhan manusia, dan tim peneliti mengidentifikasi beberapa tantangan utama di lapangan saat ini. Salah satu hambatan yang paling signifikan adalah variabilitas dalam mekanika kontak kulit seperti perbedaan elastisitas kulit, distribusi reseptor dan faktor eksternal seperti kelembaban dapat mengubah cara rangsangan haptic dirasakan. Masalah lain adalah masking taktil, di mana beberapa sensasi haptic, seperti getaran dan peregangan kulit, dapat saling mengganggu, mengurangi kejernihan perseptif.
“Kulit setiap orang merespons secara berbeda terhadap rangsangan karena variasi elastisitas, kelembaban dan bahkan rambut tubuh,” kata Preston, asisten profesor teknik mesin. “Variabilitas ini membuat desain perangkat yang efektif secara universal sangat kompleks.”
Selain itu, portabilitas dan kenyamanan tetap menjadi pertimbangan penting di setiap produk. Perangkat haptic harus dirancang untuk beradaptasi dengan berbagai lokasi tubuh tanpa menyebabkan ketidaknyamanan, membatasi gerakan atau mengganggu aktivitas sehari -hari. Faktor -faktor seperti berat badan, ukuran dan metode lampiran memainkan peran penting untuk menjamin kegunaan jangka panjang.
“Perendaman sejati dalam teknologi haptic tidak hanya bergantung pada apa yang dirasakan pengguna, tetapi seberapa alami dan nyaman mereka mengalaminya,” kata Preston.
Selain menyoroti tantangan, penulis mengidentifikasi beberapa metode tindakan yang muncul yang dapat mendefinisikan kembali teknologi haptic portabel.
Tindakan elektromekanis, yang biasa digunakan dalam sistem umpan balik getaran, tetap menjadi metode yang paling banyak diadopsi karena keandalan dan keterjangkauannya. Namun, sering berjuang untuk memberikan berbagai sinyal haptic. Kinerja polimer, yang didasarkan pada polimer pintar yang mengubah bentuk atau tekstur ketika terpapar rangsangan, menawarkan alternatif yang ringan dan fleksibel untuk memberikan komentar haptic. Aksi fluida, yang menggunakan udara atau cairan bertekanan untuk menghasilkan Sensasi taktil dinamisIni mendapatkan traksi dalam robotika haptic yang lembut dan portabel berdasarkan tekstil, menawarkan peluang baru untuk kenyamanan dan kemampuan beradaptasi. Selain itu, aksi termal muncul sebagai cara untuk meningkatkan pencelupan di lingkungan virtual atau mensimulasikan interaksi dunia nyata melalui sensasi pemanasan atau pendinginan.
“Kami berharap bahwa teknologi ini secara signifikan memperluas ruang lingkup umpan balik haptic, terutama di bidang-bidang seperti rehabilitasi medis, pengembangan prostetik dan interaksi manusia-mesin,” kata O’Malley. “Meskipun menjanjikan, lebih banyak penyempurnaan diperlukan untuk meningkatkan waktu respons, daya tahan dan efisiensi energi.”
Tinjauan ini juga menawarkan informasi tentang bagaimana teknologi haptic portabel disiapkan untuk membuka kunci kemungkinan baru dalam interaksi manusia dengan lingkungan digital dan fisik. Realitas virtual dan augmentedHaptics multisensorik meningkatkan pencelupan dengan memungkinkan pengguna merasakan objek digital, meningkatkan pengalaman dalam permainan, simulasi pelatihan dan pendidikan. Dalam perawatan medis dan rehabilitasi, haptics portabel membantu Pelatihan Keterampilan Motorrehabilitasi setelah stroke dan Umpan balik ekstremitas prostetikmemungkinkan pasien untuk berinteraksi lebih efektif dengan lingkungan mereka. Teknologi Bantuan dan Aplikasi Komunikasi memanfaatkan antarmuka sentuh untuk membantu orang dengan visi atau disabilitas audisi dengan menerjemahkan informasi pendengaran atau visual ke dalam sinyal sentuh. Sistem navigasi dan panduan mendapat manfaat dari haptic wearable dengan memberikan sinyal arah intuitif, membantu orang -orang cacat visual dan meningkatkan navigasi bebas tangan di bidang seperti militer dan penerbangan. Selain itu, teleperasi dan robotika dapat memperoleh secara signifikan sebagai sistem robot yang terkontrol pada kejauhan dengan umpan balik haptic memungkinkan pengguna untuk “merasakan” objek dari jarak jauh, meningkatkan presisi dalam tugas -tugas halus seperti operasi robot.
Meskipun ada kemajuan yang signifikan, penulis menekankan perlunya eksplorasi yang lebih besar dalam persepsi haptic multisensor. Memahami bagaimana otak memproses sinyal haptic simultan akan sangat penting untuk memperbaiki perangkat di masa depan, dan menjamin adopsi umum akan membutuhkan keseimbangan antara kecanggihan teknologi, kenyamanan pengguna dan kegunaan praktis.
“Tujuan utamanya adalah untuk menciptakan perangkat haptic yang terasa sealami sentuhan dunia nyata,” kata O’Malley.
Air mancur: Universitas Beras
