Они напоминают пластинчатые пластыри, их форма свободно выбирается, и они воздействуют на все части тела. С такими сенсорами на коже смартфоны, умные часы и другие могут работать более интуитивно и незаметно, чем раньше. Компьютерные ученые из Саарского университета в настоящее время разработали датчики, которые даже непрофессионалы могут производить с небольшим усилием. Что особенного: датчики позволяют впервые обнаружить прикосновения к телу очень точно и несколькими пальцами. Исследователи успешно протестировали свои прототипы в четырех различных приложениях.
«Человеческое тело предлагает большую площадь поверхности, к которой можно быстро получить доступ. Вы даже можете сделать это без зрительного контакта », - объясняет Юрген Штаймле, профессор компьютерных наук в Саарландском университете, объясняя интерес исследователей к этому буквальному интерфейсу человек-машина. Но видения ученых до сих пор не оправдались из-за того, что требуемые для этого датчики не достаточно точно измеряли касания и не могли одновременно обнаружить несколько кончиков пальцев. Юрген Штаймле и его исследовательская группа разработали подходящий специальный тип датчика.
Датчик может быть распечатан обычным струйным принтером
Конструкция сенсорного мультитач-сенсора схожа с сенсорным дисплеем, как известно из смартфонов. Два электродных слоя, каждый из которых расположен в столбцах и рядах, образуют своего рода систему координат, расположенную один над другим, в точках пересечения которых постоянно измеряется электрическая емкость. Это уменьшается в точке, где пальцы касаются датчика, так как пальцы проводят электричество и, таким образом, позволяют заряду улетучиваться. Эти изменения записываются во всех точках и, таким образом, распознается касание несколькими пальцами.
Чтобы найти оптимальное соотношение между проводимостью, механической прочностью и гибкостью, исследователи исследовали различные материалы. Если, например, компоненты серебра выбраны в качестве проводника, пластиковый ПВХ - в качестве изолирующего материала между электродами, а пластиковый ПЭТФ - в качестве подложки, датчик можно напечатать менее чем за минуту на бытовом струйном принтере.
«Чтобы мы могли по-настоящему использовать датчики на всех частях тела, нам пришлось освободить их от прямоугольной формы. Это был важный аспект », - объясняет Адитья Шехар Ниттала, который проводит исследования в группе Юргена Штаймле для своей докторской диссертации. Поэтому ученые разработали программное обеспечение для дизайнеров, чтобы они могли проектировать форму датчика по желанию. В компьютерной программе дизайнер сначала рисует внешнюю форму датчика, а затем создает область внутри внешней формы, которая должна быть чувствительной к прикосновению. Специальный алгоритм затем рассчитывает охват всей области с помощью сенсорных электродов для этой определенной области. Датчик затем распечатывается.
«Пластырь» за ухом регулирует громкость музыкального проигрывателя
Насколько полезна эта недавно приобретенная свобода формы, особенно очевидно в одном из четырех тестовых прототипов, которые все ученые создали с помощью своего нового метода изготовления: поскольку датчик напоминает ушную чашу, он прилипает непосредственно за правым ухом испытуемого. Объект может провести пальцем вверх или вниз по нему, чтобы отрегулировать громкость. Смахивание вправо и влево меняет музыкальное произведение, а прикосновение к нему плоским пальцем останавливает песню.
Для ученых из Саарбрюккена мультитач-оболочка является еще одним доказательством того, что исследование интерфейсов на оболочке имеет смысл. В будущем они хотят сконцентрироваться на предоставлении еще более совершенных программ проектирования датчиков и разработке датчиков, которые фиксируют множество сенсорных модальностей. Ее работа над Multi-Touch Skin была профинансирована стартовым грантом "Interactive Skin" от Европейского исследовательского совета (ERC).
датчик
Как работают датчики и где они используются
Юрген Штаймле разработал датчик, представленный в настоящее время вместе с Адитьей Шекхар Ниттала, Анушой Витана и Наржесом Пурджафарианом, всеми членами его исследовательской группы.
Эта статья впервые появилась на нашем партнерском портале Индустрия вещей.