インド工科大学の研究者らは、着用者の局所的なタッチを再現できる極薄の電子タトゥーを開発した。このようなデバイスは、軽量でポータブルな触覚ディスプレイやヘルスケアおよびロボット工学デバイスの製造に使用できる可能性があります。
触覚は、物体を把握して操作したり、世界を体験したり、機械と人間の間のコミュニケーションを可能にしたりするために不可欠です。ウェアラブル デバイスを介して触覚を再現することには、仮想現実やゲームでの使用だけでなく、切断患者のロボット アームへのフィードバックや視覚障害者への情報の提供など、さまざまな重要な用途があります。
イタリア工科大学（IIT）の研究者らは、熱、電気、機械的刺激を通じて局所的な触感を提供する極薄のウェアラブル電子タトゥーを開発した。彼らは、一時転写タトゥー紙をデバイスのベースとして選択しました。その紙は非平面表面に効果的に転写でき、人間の皮膚によく接着する電極と電気経路を作成できるためです。
機械的強度を高めるために厚さ 1 ミクロンのパラキシレン層をタトゥー紙に塗布し、その上に極薄の導電性銀インク フィルムを直接印刷します。次に配線が追加され、その後に空気を閉じ込める小さな空隙を作るポリスチレン粒子が追加され、その上にパリレンの層が追加されます。
この装置は全体の厚さがわずか数ミクロンで、電熱刺激と空気圧刺激によって機能します。急速な局所的な電気加熱により、パリレンの 2 つの層の間に少量の空気が生成されます。空気が膨張すると、デバイスに触れている皮膚に空気の力が感じられます。
完成したデバイスをスライドガラス上でテストした後、研究者らは電子タトゥーを人の指先に置き、触覚を誘発する能力を実証した。被験者は 10 回中 9 回の刺激を感じ、試験中に痛みや体温の上昇はありませんでした。さらに、このデバイスは非常に低電圧 (300 ミリワット未満) の小型バッテリーで駆動されるため、着用者にとって安全です。
この研究では、物理的物体との接触圧力を認識するセンサーである、単一のタクセルまたは Tactile ピクセルの機能を実証します。研究者らは、互いに独立して起動できる複数のタクセルを備えた大型の触覚ディスプレイの開発に取り組んでおり、文字、数字、パターンを皮膚上で再現できるようになっている。
「この研究では、単一分類群の開発と特徴付けに焦点を当てました」と研究者らは述べた。 「しかし、このアプローチ、材料、製造技術は、より大きな入れ墨可能な触覚ディスプレイなど、より複雑なデバイスを実装するために拡張できます。」
彼らは、自分たちの方法には軽量で持ち運び可能な触覚ディスプレイやデバイスを開発できる可能性があると信じています。
この研究は、Advanced Electronic Materials 誌に掲載されました。