MIT-ի ինժեներները ստեղծեցին թեև ձեւ հայտնաբերող մաշկ խաղերի և VR-ի համար

Թեև թերթիկը հետևում է իր 3D ձևին

MIT-ի ինժեներները կառուցել են թեև ձգվող թերթիկ, որը հետևում է իր 3D ձևին և հպումներին: MIT News-ի տեղեկությամբ, այն կիրառելի է խաղերի, VR-ի և ֆիզիոթերապիայի համար: Աշխատանքը հիմնված է Advanced Intelligent Systems-ում հրապարակված հոդվածի վրա՝ „Toward fully soft and multifunctional shape sensing via optical waveguide arrays“: Մակերեսը ամբողջությամբ թեև է, սակայն թերթիկը ամբողջությամբ չի ձգվում: Արտասահմանյան հատվածը տվյալներ է հավաքում, իսկ ալգորիթմը դրանցից 3D ձեւ է ստեղծում: Օգտագործվել են 14 ալիքատեղափոխիչներ, յուրաքանչյուրը 160 մմ, երկու շերտով, յոթ-յոթ զիգզագով՝ 16 x 16 x 0,5 սմ սիլիկոնե թերթիկում: Յուրաքանչյուր մանրուքի մեկ ծայրում LED է, մյուսում՝ լույսի սենսոր, կողային մասում՝ էլեկտրոնիկա: Վերակառուցումը MATLAB-ում տևում է վայրկյանում մոտավորապես երեք անգամ:

Մանրուքները կարդում են թեքման ուղղությունը

Սովորական մանրուքը թափանցիկ միջուկ ունի լույս ընդունող վահանի մեջ; թեքման ժամանակ ավելի քիչ լույս է հասնում ծայրը, ուստի արտանետվող լույսը թեքման չափում է: MIT-ը փոխել է միջուկը թեև ռեզինով և օգտագործել սև վահան: Մեկ կողմը հստակ մակարդել են, որպեսզի այս կամ հակառակ կողմի թեքումը տարբեր կորուստներ առաջացնի, ինչը երկկողմանի ընկալում է տալիս: Մանրուքները արձագանքում են նաև ճնշմանը և արտաքին ուժին, օրինակ՝ ֆիզիոթերապիայի ցուցադրման ժամանակ նախաբազկի հպման ժամանակ: Ուժի ընկալումը չի կալիբրվում և աշխատում է ձևի ռեժիմից առանձին: Սիմուլյացիաներում 3-20 ալիքատեղափոխիչ յուրաքանչյուր շերտի վրա, 0-35 աստիճանի անկյամբ, վեց ձևի վրա, 10% աղմուկով և 30 փորձով փորձարկել են: Անկյամբ դասավորությունը ավելի շատ բարելավում է ճշգրիտությունը, քան թե քանակի ավելացումը; զիգզագի հեռավորությունը ընտրել են հայտնի ձևերին ամենամոտ հանդիպմամբ:

Ճշգրիտություն, դիմակայունություն և կիրառում

Լաբորատոր փորձերում թերթիկի սխալը մնացել է կես սանտիմետրից ցածր: Հայտնի ձևի երեք 3D-տպած ձևանմուշի իրական և վերակառուցված մակերեսների միջև արմատի միջին քառակուսային հեռավորությունը կազմել է 0,37, 0,28 և 0,45 սմ: MIT-ի ուսանող Ծիֆան Յումը կայուն սենսորների սխալը գնահատել է 1-2 սմ-ով և արդյունքը անվանել է գոյություն ունեցող տեխնոլոգիաների հետ ամենափոքր համաժամանակ: Մանրուքների կտրելու կամ անջատելուց հետո մնացածները դեռ կարողացան վերակառուցել ընդհանուր ձևը; սիմուլյացիայում սխալը գտնվել է 0,3 սմ-ից ցածր՝ մինչև երեք անջատումը, իսկ հինգից մինչև մոտավորապես 1 սմ է աճել: Ձգվող ցուցադրումները մեկ հեղինակը իր մարմնի վրա է կատարել՝ ձեռքի և ծնկագլխի անկյունների ավելի պարզ մաշկավորմամբ, քանի որ այդ հանգույցների վրա կպնելը ձևի ալգորիթմին խանգարում է: Յումը ասել է, որ համակարգը նախատեսված է ամբողջությամբ թեև մակերեսների համար, ուստի մարդկանց շուրջը պոտենցիալ ավելի անվտանգ է: MIT-ի օգնական պրոֆեսոր և համահեղինակ Քեյթլին Բեքերը ասել է, որ թիմը ցանկանում է օգնել ֆիզիոթերապևտներին հետևել պացիենտների առաջընթացին և չափել քանակական արդյունքները՝ սեանսների ավելի ճշգրիտ համեմատության համար: Տեխնոլոգիան կարող է կիրառվել VR-ում շարժման միմիկայի համար, ռոբոտների հեռահարում կամ թեև ռոբոտներում: Հետազոտները դեռ ավելի նոսր թերթիկ են ստեղծելու ծրագրում: Այսօր մանրուքները 1 մմ հաստ են և կարող են իջնել մեկ տասներորդ միկրոմետրի, մազի նոսրությանը, և կարող են ամրանալ; ավելի շատ մանրուք խելացի հագուստ դարձնելու հնարավորություն կտրամադրԻ: Ապագ աշխատանքները ներառում են ավելի արագ վերածում MATLAB-ի փոխարեն, ավելի շատ ալիքատեղափոխիչներով շերտ և նեղ ալիքատեղափոխիչներ՝ ավելի լավ մանրամասների համար, առանձին թերթիկ ուժի և ձևի միաժամանակ չափման համար և թեև էլեկտրոնիկա:

Աղբյուրներ: Tom's Hardware