압력을 느끼는 터치 감지 장갑

MIT의 새로운 센서는 손끝에서 작고 빠른 압력 변화를 감지합니다. 실크 장갑에 착용하면 스터드 모양의 구성 요소가 의사에게 귀중한 그림을 만드는 데 도움이 됩니다.

피부를 가로질러 약간의 진동을 감지하는 고도로 조정된 센서의 발명가는 간단한 맥박 모니터링에서 운동 기능의 복잡한 복원에 이르기까지 다양한 지원으로 언젠가 환자를 지원할 수 있는 특정 압력 지도를 제공합니다.

매사추세츠주 캠브리지에 위치한 팀은 압력 센서를 촉각 장갑뿐만 아니라 유연한 접착제에 통합하여 심장 박동, 혈압 및 기타 활력 징후를 추적하는 것을 계획하고 있습니다.

Nicholas Fang은 "감지 구조의 단순성과 신뢰성은 촉각 장애가 있는 환자의 맥박 감지 및 감각 능력 회복과 같은 다양한 건강 관리 응용 분야에 큰 가능성이 있습니다."라고 말했습니다. fa-sm"> , MIT 기계 공학 교수, 최근 보도 자료에서.

압력 지도를 만드는 방법

MIT 연구원들은 압력의 미묘한 변화를 매핑하도록 설계된 작은 커널 크기 감지기를 장갑 내부에 배치했습니다. 장갑은 들고 있는 물체에 따라 특정 압력 레이아웃 또는 지도를 생성했습니다.

예를 들어, 센서 글러브는 잡은 풍선과 비커 사이의 압력 차이를 기록했습니다. 풍선을 잡으면 손바닥 전체에 상대적으로 균일한 압력 신호가 생성되고 비커를 잡으면 손가락 끝에 더 강한 압력이 생성됩니다.

팀은 펜으로 글을 쓰고 다른 가정 물건을 다루는 것과 같은 다른 작업에 대한 압력 패턴을 식별하기 위해 장갑을 사용할 계획입니다. Fang 교수에 따르면 촉각 보조 장치는 언젠가 운동 기능 장애가 있는 환자가 손의 민첩성과 그립을 보정하고 강화하는 데 도움이 될 수 있다고 합니다.

Fang 교수는 "일부 미세 운동 기술은 물체를 다루는 방법뿐만 아니라 얼마나 많은 힘을 가해야 하는지를 알아야 합니다."라고 말했습니다. "이 장갑은 뇌졸중이나 기타 신경학적 상태에서 회복 중인 환자에 비해 대조군의 쥐는 힘에 대한 보다 정확한 측정을 제공할 수 있습니다."

Fang과 그의 동료들은 Nature Communications의 연구에서 결과를 자세히 설명합니다. . 이 연구의 공동 저자로는 MIT의 Huifeng Du와 Liu Wang, 중국 남부 과학 기술 대학(SUSTech)의 Chuanfei Guo 교수 그룹이 있습니다.

작은 물건 감지하기

촉각 센서는 기존의 유전체 층을 놀라운 천연 성분인 사람의 땀으로 교체합니다. 땀에는 나트륨과 염화물 이온이 포함되어 있는데, 이 이온은 축적되어 피부에 부착된 두 개의 얇고 평평한 전극 사이의 정전 용량을 변화시키는 힘을 가지고 있습니다.

MIT 팀은 작고 구부러진 전도성 머리카락을 추가하여 감지 전극의 감도를 높였습니다. 사실, 얇은 커널 크기의 감지 전극에는 수천 개의 금색 미세 필라멘트 또는 "미세 기둥"이 늘어서 있습니다.

그들의 연구에서 Fang과 발명가는 센서가 다양한 힘과 압력에 반응하여 마이크로 기둥 그룹이 구부러지는 정도를 정확하게 측정할 수 있음을 보여주었습니다.

예를 들어 전극의 모서리에 압력이 가해지면 해당 영역의 머리카락이 반응하여 구부러지고 피부에서 이온이 축적됩니다. 그러면 이온의 정도와 위치를 정확하게 측정하고 매핑할 수 있습니다.

센서는 동일한 주기의 다른 피크와 같이 사람의 맥박에서 미묘한 위상을 포착할 수 있었습니다.

"맥박은 피부의 변형을 일으킬 수도 있는 기계적 진동입니다. 우리는 느낄 수 없지만 기둥이 들어올 수 있습니다."라고 Fang은 말했습니다.

기술 요약이 포함된 짧은 Q&A 아래에서 Fang은 단순한 맥박이 아닌 압력 지도의 가능성에 대해 자세히 설명합니다.

기술 개요 :이 기술에 대해 가장 흥미로운 응용 프로그램 또는 응용 분야는 무엇입니까? 이 장갑이 왜 그렇게 중요하다고 생각하시나요?

교수. 니콜라스 팡 :직물과 직물에 고충실도 햅틱 피드백을 통합하면 촉각 장애 환자의 감각 능력 회복과 같은 새로운 의료 및 의료 기기 응용 분야가 열릴 것이며 VR/AR 게임 및 훈련도 가능해질 것으로 기대합니다.

기술 개요 :압력 지도를 작성하는 것이 왜 그렇게 중요한가요? 압력 지도가 있으면 무엇을 할 수 있나요?

교수. 니콜라스 팡 :모션 아티팩트에 둔감한 스마트 장갑으로 측정한 고해상도 압력 맵은 현장 진료 애플리케이션에서 손과 손가락의 운동 능력에 대한 보다 정확한 평가를 제공할 수 있다고 생각합니다. 우리의 장갑은 퍼즐 조립, 구슬 분류, 카드 접기, 보드 게임 또는 신발 끈 묶기와 같은 [활동 중] 손과 손가락의 손재주를 지속적으로 모니터링할 수 있는 기회를 제공합니다.

테크 브리프의 더 많은 센서

MIT의 로봇 파는 손가락이 촉각 감지를 사용하여 지하에 있는 물체를 식별합니다.

"자체 인식", 자체 전원 감지 물질은 심장 스텐트, 브리지 및 우주에서도 사용할 수 있습니다.

웨어러블 센서는 홀로그램으로 유독 가스를 감지합니다.

기술 개요 :땀으로 감각하게 된 계기는 무엇인가요? 땀 사용의 장단점은 무엇인가요?

교수. 니콜라스 팡 :명확히 하자면, 우리의 장갑이 작동하기 위해서는 자연적으로 수분이 공급된 피부에 최소한의 땀만 있으면 되는데, 이는 생리학적 조건에서 우리 피부가 만족하는 것입니다.

센서 디자인에서 우리는 두 가지 아이디어에서 영감을 얻었습니다.

하나는 놀라운 촉각과 지면 진동 감각을 가진 방황하는 거미와 같은 곤충에서 발견되는 긴 털 센서입니다.

다른 하나는 건강 관리에 널리 적용되는 피부 전극 설정에 관한 것입니다. 여기에서 우리의 혁신은 탄소 천, 수화된 피부와 등각 접촉하는 정전기적으로 뭉쳐진 PET [폴리에틸렌 테레프탈레이트] 기둥 및 이러한 뭉친 PET의 규정된 변형을 활용하는 것입니다. 미세기둥은 가해지는 힘의 미묘한 변화에 대해 뛰어난 감도를 가진 압력 감지 장치 역할을 합니다.

기술 개요 :이 장갑으로 다음 작업은 무엇입니까?

교수. 니콜라스 팡 :다음으로, 작은 물건을 잡고 조작하는 데 중요한 인간의 촉각을 더욱 강화할 수 있도록 스마트 장갑에 있는 서로 다른 소재의 질감에 대한 인식을 평가합니다.

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