ابتكر المهندسون جهازًا يسمح لك “بالشعور” بالأشياء الافتراضية

قام المهندسون في جامعة نورث وسترن بتطوير جهاز VoxeLite يمكنه نقل الأحاسيس اللمسية بدقة تضاهي طرف إصبع الإنسان. ونشرت الدراسة في تقدم العلوم ويُشار إليه كخطوة مهمة في إنشاء واجهة رقمية تعمل باللمس.

طفرة في عالم اللمس

VoxeLite هو جهاز استشعار رفيع للغاية يمكن ارتداؤه يسمح للمستخدم بتجربة الأنسجة والأشكال الافتراضية كما لو كان على اتصال حقيقي بجسم ما.

تقول سيلفيا تان، مديرة المشروع: “اللمس هو الحاسة الأخيرة المهمة التي لا تحتوي على واجهة رقمية حقيقية”.

وهي تقارن الجهاز بالنظارات: فهو غير مرئي تقريبًا عند ارتدائه لفترة طويلة، ولكنه يؤدي وظيفته بالكامل.

يلاحظ جي. إدوارد كولجيت، المؤلف المشارك للدراسة:

“يمثل هذا العمل طفرة علمية كبيرة في مجال اللمس لأنه أول من قدم التكنولوجيا التي تحقق الدقة البشرية.”

وهذا يعني أن VoxeLite يمكنه إعادة إنتاج أدق التفاصيل المكانية والزمانية التي يستشعرها الجلد بشكل طبيعي. لفترة طويلة، لم تكن هذه الدقة متاحة لأن معظم الأجهزة اعتمدت على اهتزاز بسيط، وكان الجلد يتفاعل بسرعة مع التغيرات الدقيقة في الضغط والملمس.

البناء ومبدأ العمل

الجهاز عبارة عن شبكة من العقد الصغيرة المضمنة في فيلم مطاطي مرن. تعمل كل عقدة بمثابة “بكسل لمسي” منفصل. إن الالتصاق الكهربائي الذي يحدث بين القبة المطاطية والطبقة الموصلة والقطب الكهربائي يسمح للمجموعات بتغيير الاحتكاك السطحي عند تطبيق إشارة كهربائية. الجهد العالي يخلق إحساسًا خشنًا، بينما الجهد المنخفض يخلق إحساسًا سلسًا. يقوم المستخدمون بتمرير الجهاز على سطح أو شاشة مؤرضة ويخلق إحساسًا افتراضيًا بالملمس. لا يحاكي هذا النهج اللمس فحسب، بل ينقل الخصائص الديناميكية، بما في ذلك اتجاه الحركة والضغط.

أجرى تانغ تجارب على كثافة العقدة. ووجدت أن المسافات التي تقل عن ملليمتر واحد تعطي مظهرًا متماسكًا، بينما تؤدي الفجوات الأكبر إلى تقليل التفاصيل. يتوافق التكوين الأمثل مع حدة أطراف الأصابع: تتباعد العقد عن بعضها بمقدار ملليمتر واحد تقريبًا، وتستخدم الاختبارات 1.6 ملليمتر لتحقيق التوازن بين الدقة والراحة.

يعمل VoxeLite في الوضعين النشط والسلبي. في الوضع النشط، تميل العقد بما يصل إلى 800 مرة في الثانية، مما يؤدي إلى إنشاء أنسجة افتراضية مفصلة. وأظهر الاختبار أن المشاركين تعرفوا على اتجاه الحركة بدقة 87% وميزوا بين المواد مثل الجلد والسروال القصير بدقة 81%.. في الوضع السلبي، يظل الجهاز رقيقًا وناعمًا، ولا يتداخل مع اللمس العادي، ويسمح لك بالتبديل بسهولة بين البيئات الحقيقية والافتراضية.

التطبيقات المحتملة

يخطط الفريق لدمج VoxeLite مع الأجهزة المحمولة والأجهزة اللوحية. وفي المستقبل، ستسمح التكنولوجيا للمستخدمين بتحسس الأقمشة أثناء التسوق عبر الإنترنت، وإنشاء خرائط لمسية للأشخاص الذين يعانون من إعاقات بصرية، وتطوير أشكال جديدة من التفاعل مع الأشياء الرقمية. يؤكد تان على أن المزيج الفريد من الدقة المكانية والدقة الزمنية وسهولة الارتداء يجعل الجهاز واعدًا بشكل خاص.

ويدرس الباحثون أيضًا كيفية إدراك الدماغ لإشارات الجهاز وكيفية تحسين نقل المعلومات اللمسية. يمهد VoxeLite الطريق لإنشاء واجهة لمسية رقمية كاملة لديها القدرة على تحويل ليس فقط الألعاب والواقع الافتراضي، ولكن أيضًا الطب والتعليم والتفاعل عن بعد مع الأشياء.

ووفقا للمهندسين، فإن مثل هذه التقنيات يمكن أن تقترب من دقة اللمسة البشرية. يزن الجهاز أقل من جرام واحد ويسمح لك بالتفاعل مع العالم الرقمي عن طريق اللمس، مما يجعله مريحًا للارتداء على المدى الطويل ويسمح لك بدمجه في الأدوات اليومية.

“هدفنا هو جعل اللمس عنصرًا ذا معنى في التجربة الرقمية”، يلخص تان.