Inginerii de la Northwestern University au prezentat VoxeLite, un dispozitiv haptic ultra-subtire, asemanator cu un bandaj, care se infasoara in jurul degetului si permite utilizatorilor sa „simta” mediile digitale. 

Aparatul este conceput pentru a atinge asa-numita „rezolutie umana” a simtului tactial, adica sa reproduca pe piele, cu aceeasi claritate, detaliu si viteza, tipurile de semnale pe care le percepe, in mod natural, varful degetelor cand atinge obiecte reale.

VoxeLite este realizat dintr-o foaie foarte subtire si extensibila de latex in care este integrata o matrice de noduri minuscule, fiecare nod fiind controlat individual. 

Foaia se poate indoi si se poate mula pe deget la fel ca un plasture, iar nodurile raman suficient de apropiate de piele pentru a genera o presiune localizata, perceputa ca textura sau relief. 

Dispozitivul cantareste mai putin de un gram si este gandit pentru a fi purtat perioade lungi de timp, fara sa impiedice utilizatorul sa atinga sau sa manipuleze obiecte reale.

Cercetatorii descriu VoxeLite ca pe prima tehnologie haptica ce reuseste sa combine simultan rezolutia spatiala si cea temporala a simtului tactil, intr-un format purtabil. Fiecare nod functioneaza ca un „pixel de atingere”, capabil sa apese in piele la viteze ridicate, in modele precise, astfel incat ceea ce se intampla pe un ecran sau intr-un mediu virtual sa poata fi „tradus” in senzatii fizice pe varful degetului.

Structura fiecarui nod este formata din trei straturi: un mic dom de cauciuc moale, un strat conductiv la exterior si un electrod in interior. Cand prin nod trece o tensiune electrica, se genereaza electroadezivitate, acelasi fenomen fizic prin care un balon frecat de o suprafata ramane lipit de perete. In cazul VoxeLite, acest efect permite fiecarui nod sa „prinda” suprafata neteda peste care aluneca degetul si sa se incline usor, apasand in piele.

Prin controlul precis al fortei si al frecarii, fiecare nod poate imita senzatia de suprafata aspra sau neteda. Tensiunile mai ridicate cresc frictiunea dintre nod si suprafata, ceea ce este perceput ca textura mai pronuntata, in timp ce tensiunile mai mici reduc frictiunea si genereaza senzatia unui material mai alunecos. 

Noutatea fata de tehnologiile anterioare ale aceleiasi echipe, precum TanvasTouch, este introducerea acestei miscari fizice locale – nodurile nu se limiteaza la a modifica frictiunea, ci apasa efectiv in piele, cu o forta controlata.

Foita de latex care sustine nodurile este extensibila, asa ca dispozitivul poate fi tensionat si adaptat diferitelor dimensiuni de deget, pastrand in acelasi timp densitatea de „pixeli de atingere”. 

Spre deosebire de alte dispozitive haptice voluminoase sau rigide, VoxeLite este gandit sa nu incurce miscarea naturala a mainii si sa ramana pe deget in timp ce utilizatorul schimba activitati, asemanator modului in care ochelarii sunt purtati pe durata intregii zile.

Din punct de vedere functional, VoxeLite opereaza in doua moduri. In modul activ, dispozitivul genereaza senzatii tactile virtuale atunci cand utilizatorul gliseaza degetul peste o suprafata neteda, de exemplu un ecran de telefon sau tableta.In modul pasiv, dispozitivul nu genereaza semnale virtuale, iar nodurile raman inactive. Datorita grosimii reduse si flexibilitatii foitei, contactul direct dintre piele si obiectele reale nu este blocat, astfel incat utilizatorul continua sa simta natural suprafetele pe care le atinge.

In seria de experimente derulate de echipa de la Northwestern University, participantii care purtau VoxeLite au fost rugati sa recunoasca texturi, modele si indicii directionale generate exclusiv de dispozitiv, pe suprafete netede. 

Testele au inclus, printre altele, identificarea directiei unui „semnal” tactil – sus, jos, stanga, dreapta – transmis prin combinatia de noduri activate. Rata de recunoastere a directiilor a ajuns pana la aproximativ 87% acuratete, ceea ce indica faptul ca densitatea si viteza nodurilor sunt suficiente pentru a transmite instructiuni simple prin atingere.

Participantii au fost invitati, de asemenea, sa identifice, in timp ce purtau dispozitivul, diferite materiale reale, cum ar fi pielea naturala, catifeaua reiata sau prosopul din bumbac. 

Chiar si cu foita de latex intre piele si material, rata de recunoastere a fost de circa 81%, semn ca VoxeLite nu anuleaza perceptia tactila naturala si poate fi utilizat ca mediu prin care se suprapun informatii digitale peste texturile reale.

In versiunile viitoare, VoxeLite va fi conectat direct la smartphone-uri si tablete, intr-un mod similar cu functionarea castilor audio fara fir. Pe acest model, ecranele netede ar putea deveni interfete texturate, iar aplicatiile ar putea trimite in timp real tipare de atingere in sincron cu imaginile de pe ecran. Un exemplu propus este comertul online de textile, in care utilizatorii ar putea „simti” materialele inainte de a comanda un produs.

O alta directie este dezvoltarea de harti tactile pentru persoanele cu deficiente de vedere, in care directiile si punctele de interes sa fie transmise prin tipare de vibratie si presiune pe varful degetului, fara sa fie nevoie de suprafete speciale in relief. 

In zona divertismentului, cercetatorii iau in calcul integrarea in jocuri video sau experiente de realitate virtuala in care utilizatorii sa poata simti, de exemplu, intinderea unei benzi elastice sau asperitatile unor stanci afisate pe ecran.

Aplicatii sunt avute in vedere si pentru interfetele dintre oameni si roboti, precum si pentru tehnologii din contexte industriale sau medicale, acolo unde operatorii ar avea nevoie de semnale tactile rapide, precise, fara a-si ocupa complet mainile cu dispozitive voluminoase.

Studiul in care este prezentata tehnologia VoxeLite a fost publicat in revista Science Advances, poate fi consultat aici.