가상 세계에서 인터랙티브 터치 커뮤니케이션을 위한 무선 소프트 e-스킨

인터넷을 통해 서로의 포옹을 감지하는 것은 가까운 장래에 가능할 수 있습니다. 홍콩 시립대학교(CityU)가 이끄는 연구팀은 최근 촉각을 감지하고 전달할 수 있으며 일대다 사용자 상호 작용을 가능하게 하는 터치 네트워크를 형성할 수 있는 무선 소프트 전자 피부를 개발했습니다. 원거리 터치 통신의 몰입도를 높일 수 있는 큰 잠재력을 제공합니다.

“가상 및 증강 현실(VR 및 AR)의 급속한 발전으로 우리의 시각 및 청각 감각만으로는 몰입형 경험을 만드는 데 충분하지 않습니다. 터치 커뮤니케이션은 메타버스 전반에 걸쳐 상호 작용하는 데 혁명이 될 수 있습니다.” 유 싱거 박사CityU 의생명공학과(BME) 부교수.

시장에는 가상 세계에서 촉각을 시뮬레이션하기 위한 수많은 촉각 인터페이스가 있지만 터치 감지 또는 촉각 피드백만 제공합니다. 새로운 e-skin의 특징은 동일한 인터페이스에서 자체 감지 및 촉각 재생 기능을 수행할 수 있다는 것입니다.

터치 센싱과 촉각 재현을 위한 통합 기능을 제공하는 스킨 패치 장치

e-skin은 4 X 4 배열에 16개의 유연한 액추에이터(정액 센서), MCU(마이크로컨트롤러 장치), Bluetooth 모듈 및 유연한 회로 기판의 기타 전자 장치를 포함합니다. 모든 구성 요소는 7cm X 10cm, 4.2mm 두께의 피부 패치와 같은 장치에 결합됩니다.

크기가 홍콩 10센트 동전과 비슷한 버튼 모양의 액추에이터는 e-스킨의 핵심 부품 역할을 합니다. 각 액추에이터는 전자기 유도를 기반으로 터치 감지 및 촉각 피드백 기능을 수행하는 유연한 코일, 부드러운 실리콘 지지대, 자석 및 얇은 폴리디메틸실록산(PDMS) 필름으로 구성됩니다.

액츄에이터가 외력에 의해 눌렸다가 풀리면 다른 전자 피부 패치의 해당 액추에이터에 촉각을 위한 전기 신호를 제공하기 위해 전류가 유도됩니다. 발신자가 더 깊게 누를수록 다른 전자 피부에서 생성되는 감각이 더 강하고 길어집니다.

액추에이터에서 생성된 전기 신호는 전자 피부 패치의 회로 기판에 있는 아날로그-디지털 변환기에 의해 디지털 신호로 변환됩니다. 그런 다음 데이터는 Bluetooth를 통해 다른 전자 피부의 액추에이터로 전송됩니다.

신호가 수신되면 기계적 진동을 통해 수신자의 전자 피부에 햅틱 피드백을 재현하기 위해 전류가 유도됩니다. 수신자의 전자 피부에서 발신자의 해당 액추에이터로 진동을 전달하기 위해 프로세스를 반대로 할 수 있습니다.

각 액추에이터는 한 번에 하나의 작업만 수행할 수 있지만 전자 피부의 나머지 15개 액추에이터는 서로를 보완하고 감지 또는 촉각 재생 기능을 수행하여 전자 피부 패치가 양방향 터치 전송을 동시에 달성할 수 있도록 합니다.

Touch IoT는 광범위한 잠재적 응용 분야를 제공합니다.

“우리의 e-skin은 블루투스 장치와 통신할 수 있고 스마트폰과 컴퓨터로 인터넷을 통해 데이터를 전송하여 초장거리 터치 전송을 수행하고 일대일과 일대일 다중 터치 전달이 실현될 수 있으며, 서로 다른 장소에 있는 친구와 가족이 이를 사용하여 서로를 ‘느낄’ 수 있습니다.”라고 Yu 박사는 말했습니다. “이러한 형태의 터치는 공간의 한계를 극복하고 인간 커뮤니케이션의 거리감을 크게 줄입니다.”

다음으로 연구팀은 전자 피부를 착용하여 원격 방향 안내를 받고 점자 메시지를 읽을 수 있는 시각 장애가 있는 사람들을 위한 실용적인 응용 프로그램에 집중할 것입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/02/230223132833.htm