پژوهشگران برچسب نرم و شبیه پوست طراحی کردهاند که میتواند نوشتن پیام بدون نمایشگر را ممکن کند و شیوه تعامل انسان با دستگاههای دیجیتال را دگرگون سازد.
به گزارش سرویس فناوری جهانی مگ، این فناوری جدید لمس را به متن دیجیتال تبدیل میکند و بازخورد نوشتاری را نیز از طریق لرزش به کاربر برمیگرداند.
این دستگاه بر پایه توانایی طبیعی پوست انسان در تشخیص الگوهای ظریف فشار و حرکت ساخته شده است. اغلب دستگاههای دیجیتال فقط ضربهها و حرکات ساده را تشخیص میدهند، اما پوست انسان میتواند تفاوتهای ریز در نیروی فشار و زمانبندی را احساس کند. همین مسئله، پژوهشگران را به سمت توسعه فناوریهایی مبتنی بر لمس هدایت کرده است.
در سالهای اخیر، ایدههایی مانند دستکشهای مجهز به حسگر و بندهای پوشیدنی حساس به فشار آزمایش شدهاند اما بسیاری از آنها سخت، محدود یا فاقد بازخورد مناسب بودهاند. چالش اصلی در بازنمایی متن دیجیتال این است که استاندارد ASCII شامل ۱۲۸ کاراکتر مختلف است و برای نمایش لمسی، هر کاراکتر باید بهگونهای طراحی شود که کاربر بتواند آن را فقط از طریق احساس لمس تشخیص دهد.
مطالعهای که در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده است، راهحل تازهای ارائه میدهد. پژوهشگران برچسب نازک، کشسان و پوستمانند توسعه دادهاند که از حسگرهای یونترونیک، مدارهای انعطافپذیر، ماژولهای لرزشی و یک مدل هوش مصنوعی تشکیل شده است. این مجموعه، یک چرخه ارتباطی دوطرفه میسازد که میتواند هر ۱۲۸ کاراکتر ASCII را رمزگذاری و از طریق لرزش برای کاربر ارسال کند و در نهایت نوشتن پیام بدون نمایشگر انجام شود.
ساختار این برچسب از مدار مسی کشسان روی polyimide تشکیل شده است، که هنگام خم شدن یا کشیده شدن آسیب نمیبیند. polyimide یک پلیمر مقاوم در برابر حرارت، انعطافپذیر و بسیار پایدار است که بهطور گسترده در مدارهای الکترونیکی انعطافپذیر، حسگرهای پوشیدنی، هوافضا و کاربردهای با دمای بالا استفاده میشود. یک لایه سیلیکونی نرم، انعطافپذیری را افزایش میدهد و سختی 435 kPa باعث میشود که دستگاه مثل پوست روی بدن قرار گیرد. حسگر اصلی آن، آرایهای یونترونیک است که در آن لایه کاغذ برنجی پوشیده با ژل هنگام فشار تغییر ظرفیت الکتریکی ایجاد میکند و الکترود مسی این تغییر را ثبت مینماید.
فرایند رمزگذاری متن با تقسیم هر کاراکتر ASCII به چهار بخش انجام میشود. هر حسگر روی برچسب یک بخش را بازنمایی میکند و تعداد فشارها در یک بازه زمانی کوتاه، مقدار آن بخش را تعیین میکند. برای بازخورد نیز ماژولهای لرزشی تعداد مشخصی پالس تولید میکنند تا کاربر از درستی ورودی مطلع شود.
پژوهشگران بهجای جمعآوری دادههای گسترده، یک مدل ریاضی برای رفتار فشار ساختند. هر فشار شامل چهار مرحله افزایش، اوج، کاهش و بازگشت است و دادههای مصنوعی تولیدشده از این مدل به عنوان ورودی هوش مصنوعی استفاده شده است.
این برچسب در دو آزمایش عملی مورد استفاده قرار گرفته است. در آزمایش نخست، کاربر واژه !Go را بدون نگاه کردن به صفحه و فقط با فشار دادن برچسب تایپ کرد و دستگاه همزمان بازخورد لمسی تأیید ارسال کرد. در آزمایش دوم، برچسب برای کنترل یک بازی مسابقهای به کار رفت. فشارها جهت خودرو را تغییر میداد و شدت لرزش، فاصله خودرو با موانع را نشان میداد.
این فناوری نوشتن بدون نمایشگر، مسیر تازهای برای تعامل مبتنی بر لمس میگشاید و میتواند آینده دستگاههای پوشیدنی، ارتباطات بینمایشگر و رابطهای انسان و ماشین را متحول کند.
