Armbånd efterligner en persons berøring

Forestil dig en virtuel verden, hvor nogen rører ved din arm under en samtale, og du føler fornemmelsen, som om de var sammen med dig.

På USC's Institut for Datalogi, Adjunkt Heather Culbertson har udviklet et nyt haptisk armbånd, der efterligner de bevægelser, der bruges i social kontakt, specifikt fornemmelsen af ​​en finger, der bevæger sig langs armen. Hun udviklede armbindet sammen med kolleger fra Stanford University, hvor hun arbejdede som forskningsingeniør, før hun kom til USC i januar.

Det bærbare tekstil er indlejret med små højttaleraktuatorer, der hæver og falder for at simulere forskellige fornemmelser. Styret af en algoritme, bevægelsen er timet til at skabe en "haptisk illusion", der føles som en ægte menneskelig berøring.

"Mekanisk simulering af en lang bevægelse, som en finger, der trækker langs huden, er meget vanskelig at opnå på et lille rum som en bærbar, " sagde Culbertson, hovedforfatter af undersøgelsen præsenteret på dette års IEEE Haptics Symposium i San Francisco.

"Med denne enhed, vi skaber en illusion af side-til-side-bevægelse ved hjælp af lodret op-og-ned-bevægelse. Højttalerne trækker sig ind i huden én ad gangen for at simulere følelsen af ​​konstant bevægelse."

Culbertson håber, at ærmet kan være et effektivt terapeutisk værktøj til mennesker med angst eller personer, der er i risiko for isolation, såsom den ældre befolkning. Det kunne også formidle retningsbestemt information til personer med synshandicap.

"Dette er en første prototype, men det er overraskende effektivt, " sagde Culbertson. "Når det kommer til haptik, folk er hårde kritikere - du skal få sensationen helt rigtig."

Efterlign den menneskelige berøring – det handler om haptik

Haptics relaterer til følesansen i teknologi, som allerede findes i mange forbrugerenheder, især videospil controllere, smartphones og smartwatches. Culbertson har specialiseret sig i social haptik, et spirende felt, der søger at formidle eller fremkalde følelser gennem kunstige midler.

"Jeg er interesseret i den sociale side af robotteknologi, specifikt hvordan folk bruger berøring til at kommunikere og indsamle information om verden omkring dem, " hun sagde.

Forskning har vist, at berøring er dybt forbundet med følelser, udløser en kaskade af kemiske reaktioner, der har vist sig at mindske depression og reducere stress under medicinske procedurer. På trods af dette, computer-medierede interaktioner mangler i øjeblikket rige, meningsfulde berøringssignaler.

"Vi formidler så meget information gennem berøring, " sagde Culbertson. "Men nu, hvor vi bruger mere og mere af vores tid online, vi mister den følelse af forbundethed."

Hun tilføjede:"At shoppe eller tale med venner og familie online er oplevelser, der i øjeblikket er begrænset til dine visuelle og auditive sanser. Min drøm er at skabe virtuelle berøringsfornemmelser, der er utydelige fra, hvad du føler i den virkelige verden."

Kan ikke stoppe følelsen

Størstedelen af ​​elektronik, der tilbyder haptisk feedback, bruger vibrationer. Men til anvendelse i en bærbar social enhed, Culbertson og holdet ønskede at skabe en mere naturlig sensation.

"Med vibrationer, du kan skabe følelsen af ​​bevægelse, men det føles ikke som om du efterligner en menneskelig berøring – det føles bare som at summe, " sagde hun. "Det er også meget svært at isolere vibrationer, så folk tuner det bare ud."

Mens jeg eksperimenterer med materialer til billige prototyper, forskerne fandt ud af, at magneter skabte en overraskende overbevisende følelse af berøring, da de stødte ind i huden.

Ved at bruge de samme principper, forskerne gik i gang med at bygge en mekanisk enhed ved hjælp af seks små, lavpris exciter-højttalere indlejret i et let stofhylster. Drevet ved lave frekvenser, højttalerne udsender bevægelse i stedet for vibrationer eller lyd ved højere frekvenser.

Under en brugerundersøgelse, forskerne fandt ud af, at korte pulser med lange forsinkelser skabte en "uhyggelig" følelse, beslægtet med noget, der kravler op ad huden, mens lange pulser med korte forsinkelser skabte en meget realistisk fornemmelse.

Kan følelsen blive for realistisk? "Det er vi ikke stødt på endnu, " sagde Culbertson.

Ud over applikationer i sociale enheder, Culbertson sagde, at denne form for haptisk teknologi også kunne indlejres i autostole for at formidle retning og anden information til chauffører, såsom advarsler og advarsler om blinde vinkler.

"Følesansen er meget underudnyttet i den nuværende teknologi, " sagde Culbertson. "Dette er kun toppen af ​​isbjerget."