كشف الباحثون عن جهاز جديد يمكن ارتداؤه يسمح لك بإرسال رسائل نصية باستخدام اللمس، متجاوزًا شاشات العرض ولوحات المفاتيح تمامًا. العمل المنشور في مواد وظيفية متقدمةيوضح كيف يؤدي الجمع بين المواد اللينة والذكاء الاصطناعي إلى إنشاء قناة اتصال كاملة ثنائية الاتجاه عبر الجلد.

ما الذي يمنع الأجهزة الحديثة من فهم اللمس؟

جلد الإنسان قادر على استشعار الحركات الدقيقة والضغط، وكذلك التوقيت بينهما. تتعرف الأدوات الحديثة فقط على اللمسات الخفيفة والتمريرات والإيماءات، متجاهلة وفرة المعلومات اللمسية. في السابق، جرب العلماء أجهزة استشعار وقفازات وأساور يمكن ارتداؤها لمراقبة ضغط الدم، لكن العديد من الحلول كانت صارمة للغاية، أو محدودة في الوظائف، أو غير قادرة على تقديم تعليقات مفصلة.

وتزداد المشكلة تعقيدًا بسبب حقيقة أن النص الرقمي يتم تمثيله بترميز ASCII المكون من 128 حرفًا. يجب “تشفير” كل حرف في إشارة لمسية بحيث يمكن تمييزه عن طريق اللمس فقط، دون إشارات مرئية أو صوتية.

التصحيح الذي يمكن أن ينقل النص

ويجمع الجهاز الجديد بين أجهزة استشعار أيون-ترون مرنة ودوائر نحاسية مرنة ووحدات اهتزاز مدمجة وخوارزميات الذكاء الاصطناعي التي تم تدريبها للتعرف على الضغط.

ويشير مؤلفو الدراسة إلى أن “هذا يخلق حلقة كاملة ثنائية الاتجاه قادرة على عرض جميع أحرف ASCII البالغ عددها 128 حرفًا من خلال اللمس فقط”.

الرقعة، أو الجلد الذكي، عبارة عن تصميم متعدد الطبقات: دائرة نحاسية مرنة مثبتة على قاعدة بوليميد تنحني وتلتف وتمتد دون ضرر. في الأعلى، هناك طبقة سيليكون ناعمة تبلغ صلابة حوالي 435 كيلو باسكال، مماثلة للجلد، ولاصق السيليكون مما يجعل من السهل ارتداؤه وخلعه. المستشعر الرئيسي عبارة عن مصفوفة أيون-ترون مع طبقة هلامية تغير السعة عند الضغط عليها، وتقوم الأقطاب النحاسية بتسجيل هذه التغييرات وتحويلها إلى إشارات قابلة للقياس.

ترميز النص عن طريق اللمس

يقوم النظام بتقسيم كل حرف ASCII إلى أربعة أجزاء. يتوافق كل مستشعر مع مقطع مكون من بتتين، ويحدد عدد النقرات في فترة زمنية قصيرة قيمته. يتم توفير ردود الفعل من خلال نبضات الاهتزاز: يهتز كل مشغل عددًا معينًا من المرات وفقًا لرمز المقطع، مما يؤدي إلى إنشاء نمط ملموس يمكن للمستخدم تفسيره عن طريق اللمس.

لتبسيط معالجة البيانات، أنشأ المطورون نموذجا رياضيا للضغط، والذي يتضمن أربع مراحل: الارتفاع والذروة والانخفاض والعودة. واستنادًا إلى قوة النقرات ومدتها وتكرارها، يتم إنشاء بيانات تركيبية تحاكي الإشارات الحسية الحقيقية.

اثنين من الميزات التجريبية

أظهر التصحيح نفسه في سيناريوهين. في الحالة الأولى يقوم المستخدم بكتابة الرسالة “إلى الأمام!”، ويقوم الكمبيوتر بفك تشفير النص ويرسل تأكيدًا عن طريق اللمس، مما يسمح لك بالتفاعل دون تحكم بصري. وفي نموذج آخر، يتحكم الجهاز في لعبة سباق: حيث تعمل النقرات على تحريك السيارة، وتشير قوة الاهتزازات إلى المسافة إلى العوائق، مما يخلق إحساسًا ملموسًا حقيقيًا بالمسافة.

وعلق الباحثون قائلاً: “إن ردود الفعل اللمسية من خلال الجلد تحوله إلى قناة تفاعل كاملة”.

يفتح استخدام المواد اللينة والذكاء الاصطناعي إمكانيات جديدة للتفاعل مع الأجهزة الرقمية، مما يجعل التكنولوجيا أكثر طبيعية ويمكن الوصول إليها ومرونة. يمكن لهذا النهج أن يحدث تحولًا في التكنولوجيا القابلة للارتداء والواقع الافتراضي وواجهات الألعاب والاتصالات للأشخاص الذين يعانون من إعاقات بصرية أو سمعية.