Flexibel elektrod efterliknar verklig beröring med elektriska signaler, utan att orsaka smärta

StockholmForskare vid University of California San Diego har utvecklat en ny mjuk elektronikapparat som kan skapa känselupplevelser som tryck och vibrationer på huden. Detta är ett viktigt framsteg inom haptikteknologi, som strävar efter att skapa realistiska beröringsupplevelser. Detaljerna om denna enhet finns i en artikel publicerad i Science Robotics.

Enheten är en mjuk, flexibel elektrod på en silikonplatta. Du kan bära den på fingertoppen eller underarmen som en klistermärke. Den skickar små elektriska strömmar genom din hud för att skapa känselupplevelser. Typen av känsla förändras beroende på signalens frekvens.

Huvudfunktioner:

• Mjukt, töjbart elektrod
• Simulerar tryck eller vibration
• Bärs som en klistermärke
• Ansluts till en extern strömkälla

Nuvarande teknologier använder ofta styva metallelektroder som inte passar bra på huden och kan orsaka smärta och obehagliga elektriska strömmar. För att lösa detta problem har UC San Diego-teamet, lett av Rachel Blau och Darren Lipomi, utvecklat en ny typ av elektrod.

Elektroden tillverkas av två polymerer: PEDOT:PSS, vilket är ledande och fast, samt PPEGMEA, som är mjuk och flexibel. Genom att justera förhållandet mellan dessa två polymerer skapades ett material som är både ledande och tänjbart. Detta gör att elektroden passar bra på huden och ger en mer bekväm elektrisk stimulering.

Läs också:

Idag · 04:08

Rödljus stoppar skadedjur: insektslivet upphör

Blau och forskarteamet använde en laser för att skära polymerelektroden i en fjäderformad design som enkelt kan sträckas. Denna design hjälper till att rikta den elektriska strömmen till en specifik punkt på huden, vilket ger riktad stimulans utan att orsaka smärta.

Tio deltagare testades med goda resultat. Forskare och psykologer vid Universitetet i Amsterdam upptäckte den minsta elektriska ström folk kunde känna på underarmarna. De ändrade sedan frekvensen på den elektriska strömmen så att deltagarna kände antingen tryck eller vibrationer. Högre frekvenser orsakade vibrationer, medan lägre frekvenser orsakade tryck.

Studien ger nya insikter om hur elektriska strömmar uppfattas av huden, vilket kan bana väg för avancerade haptiska enheter. Dessa enheter kan vara användbara inom olika områden som:

• Virtuell verklighet
• Medicinska proteser
• Bärbar teknologi

National Science Foundation-programmet för funktionshinder och rehabiliteringsteknik finansierade forskningen. En del av forskningen genomfördes vid San Diego Nanotechnology Infrastructure på UC San Diego, som också finansierades av ett bidrag från National Science Foundation.

Denna utveckling kan markant förbättra hur människor interagerar med enheter, vilket leder till mer uppslukande upplevelser i virtuell verklighet och mer effektiva proteser. Den mjuka, smärtfria elektroden kan användas på många områden och möjligen förändra hur vi använder digitala beröringsgränssnitt.