Den universelle lov om berøring vil muliggøre nye fremskridt inden for virtual reality

Seismiske bølger, almindeligvis forbundet med jordskælv, er blevet brugt af videnskabsmænd til at udvikle en universel skaleringslov for følesansen. Et hold, ledet af forskere ved University of Birmingham, brugte Rayleigh-bølger til at skabe den første skaleringslov for berøringsfølsomhed. Resultaterne offentliggøres i Videnskabens fremskridt .

Forskerne er en del af et europæisk konsortium (H-Reality), som allerede bruger teorien til at udvikle nye Virtual Reality-teknologier, der inkorporerer følesansen.

Rayleigh-bølger er skabt af stød mellem objekter og menes almindeligvis kun at rejse langs overflader. Holdet opdagede, at når det kommer til berøring, bølgerne rejser også gennem lag af hud og knogler og opfanges af kroppens berøringsreceptorceller.

Ved hjælp af matematisk modellering af disse berøringsreceptorer viste forskerne, hvordan receptorerne var placeret i dybder, der gjorde det muligt for dem at reagere på Rayleigh-bølger. Interaktionen mellem disse receptorer og Rayleigh-bølgerne vil variere på tværs af arter, men forholdet mellem receptordybde og bølgelængde forbliver det samme, gør det muligt at definere den universelle lov.

Den matematik, som forskerne brugte til at udvikle loven, er baseret på tilgange, der først blev udviklet for over hundrede år siden til at modellere jordskælv. Loven understøtter forudsigelser lavet af den nobelprisvindende fysiker Georg von Békésy, der først foreslog at matematikken om jordskælv kunne bruges til at udforske forbindelser mellem Rayleigh-bølger og berøring.

Holdet fandt også ud af, at interaktionen mellem bølgerne og receptorerne forblev, selv når stivheden af ​​det yderste hudlag ændrede sig. Receptorernes evne til at reagere på Rayleigh-bølger forblev uændret på trods af de mange variationer i dette ydre lag forårsaget af, alder, køn, erhverv, eller endda hydrering.

Dr. Tom Montenegro-Johnson, fra University of Birminghams School of Mathematics, ledet forskningen. Han forklarer:"Berøring er en ursans, lige så vigtigt for vores gamle forfædre, som det er for moderne pattedyr, men det er også en af ​​de mest komplekse og derfor mindst forstået. Mens vi har universelle love til at forklare syn og hørelse, for eksempel, det er første gang, vi har været i stand til at forklare berøring på denne måde."

James Andrews, medforfatter til undersøgelsen ved University of Birmingham, tilføjer:"De principper, vi har defineret, gør det muligt for os bedre at forstå de forskellige oplevelser af berøring blandt en lang række arter. F.eks. hvis du indrykker huden på et næsehorn med 5 mm, de ville have den samme fornemmelse som et menneske med en lignende fordybning – det er bare, at de kræfter, der kræves for at frembringe fordybningen, ville være anderledes. Dette giver meget mening i evolutionære termer, da det er forbundet med relativ fare og potentiel skade."