Представьте себе iPad, который больше, чем просто iPad — с поверхностью, которая может трансформироваться и деформироваться, позволяя вам рисовать 3D-проекты, создавать хайку, которые выпрыгивают из экрана, и даже держать руку вашего партнера из океана.
Таково видение команды инженеров из Университета Колорадо в Боулдере. В новом исследовании они создали единственный в своем роде дисплей, меняющий форму, который помещается на карточном столе. Устройство состоит из сетки 10 на 10 мягких роботизированных «мускулов», которые могут ощущать внешнее давление и всплывать, создавая узоры. Это достаточно точно, чтобы генерировать прокручиваемый текст, и достаточно быстро, чтобы встряхнуть химический стакан, наполненный жидкостью.
Он также может дать нечто еще более редкое: осязание в эпоху цифровых технологий.
«По мере развития технологий мы начали с отправки текста на большие расстояния, затем аудио, а теперь и видео», — сказал Брайан Джонсон, один из двух ведущих авторов нового исследования, получивший докторскую степень в области машиностроения в Калифорнийском университете в Боулдере в 2022 году. «Но нам все еще не хватает прикосновения».
Джонсон и его коллеги описали свое отображение формы 31 июля в журнале. Связь с природой.
Инновация группы основана на классе мягких роботов, созданных командой под руководством Кристофа Кеплингера, бывшего доцента кафедры машиностроения в Калифорнийском университете в Боулдере. Они называются самовосстанавливающимися электростатическими приводами с гидравлическим усилением (HASEL). Прототип дисплея еще не готов к продаже. Но исследователи предполагают, что однажды подобные технологии могут привести к созданию сенсорных перчаток для виртуальных игр или умной конвейерной ленты, которая может волнообразно отделять яблоки от бананов.
«Вы можете представить себе, как расположить эти сенсорные и активирующие клетки в любом количестве различных форм и комбинаций», — сказал Мантас Нарис, соавтор статьи и докторант факультета машиностроения им. Пола М. Рэди. «На самом деле нет предела тому, к чему в конечном итоге могут привести эти технологии».
Игра на аккордеоне
Проект берет свое начало в поиске другой технологии: синтетических органов.
В 2017 году исследователи во главе с Марком Ренчлером, профессором машиностроения и биомедицинской инженерии, получили финансирование от Национального научного фонда для разработки так называемых ТКАНЕЙ — мягких органов, которые ведут себя и ощущаются как настоящие части человеческого тела, но полностью сделаны из силикона. -подобные материалы. Среди соисследователей по гранту Кеплингер, ныне директор Института интеллектуальных систем Макса Планка в Германии; Николаус Коррелл, доцент кафедры компьютерных наук Калифорнийского университета в Боулдере; и Шон Гумберт, профессор машиностроения.
«Вы можете использовать эти искусственные органы для разработки медицинских устройств или хирургических роботизированных инструментов с гораздо меньшими затратами, чем использование настоящих тканей животных», — сказал Рентшлер, соавтор нового исследования.
Однако при разработке этой технологии команда пришла к идее настольного дисплея. Исследование является частью программы по материаловедению и инженерии.
Дизайн группы примерно размером с игровое поле Scrabble и, как и одна из этих досок, состоит из маленьких квадратов, расположенных в виде сетки. В этом случае каждый из 100 квадратов представляет собой отдельный привод HASEL. Приводы сделаны из пластиковых мешочков в форме крошечных гармошек. Если вы пропускаете через них электрический ток, жидкость перемещается внутри мешочков, заставляя гармошку расширяться и подпрыгивать.
Приводы также включают в себя мягкие магнитные датчики, которые могут обнаруживать, когда вы нажимаете на них. По словам Джонсона, это позволяет заниматься некоторыми забавными делами, в настоящее время занимающим постдокторскую степень в Институте интеллектуальных систем им. Макса Планка.
«Поскольку датчики основаны на магнитах, мы можем использовать магнитную палочку для рисования на поверхности дисплея», — сказал он.
Слышал что?
Другие исследовательские группы разработали аналогичные смарт-планшеты, но дисплей CU Boulder мягче, занимает гораздо меньше места и работает намного быстрее. Каждая из его роботизированных мышц может активироваться до 50 раз в секунду.
Сейчас исследователи сосредоточены на уменьшении размера приводов для увеличения разрешения дисплея — почти так же, как на экране компьютера добавляются пиксели.
«Представьте, что вы можете загрузить статью на свой телефон, и она будет отображаться шрифтом Брайля на вашем экране», — сказал Нарис.
Группа также работает над тем, чтобы вывернуть дисплей наизнанку. Таким образом, инженеры могли бы разработать перчатку, которая касается кончиков пальцев, позволяя вам «чувствовать» объекты в виртуальной реальности.
И, по словам Рентшлера, дисплей может принести кое-что еще: немного тишины и покоя.
«Наша система практически бесшумна. Приводы почти не издают шума».
Видео: https://youtu.be/osM1R1PnR2U
2023-07-31 15:27:06
1690821548
#3Dдисплеи #скоро #смогут #осязать #цифровой #мир #-
