Надуването на „точки” от силиконова мембрана чрез изгаряне на газ може да послужи за създаване на брайлов дисплей за приложение в различни електронни устройства
(снимка: Cornell University)
Представете си iPad или Kindle за незрящи, с надуваем брайлов екран, който променя формата си при докосване от потребителя. Научен екип, ръководен от експерти от Университета Корнел, е разработил подобна технология: набор от плътно затворени задвижващи механизми, които пораждат появата на „точки” в силиконова мембрана при задействане на мини-процеси на изгаряне.
Едно от основните препятствия при проектирането на динамичен брайлов дисплей за електрониката е да се установи как да се приложи необходимото количество сила за всяка точка. Досегашните опити обикновено включват миниатюрни двигатели, хидравлика или свързани микропомпи, но всички тези механизми са тромави, сложни и скъпи, според Роб Шепърд, доцент по механика и космическо инженерство в Инженерния колеж на университета.
„Наличието на нещо, което променя формата си по начин, по който можете да го почувствате като истински обект, не съществува в момента. Има известен компромис между наличието на малки задвижващи механизми и размера, теглото и цената. Трудно е”, казва Шепърд, цитиран от TechXplore. „Всички се опитват с електромеханични системи. Затова ние си казахме – добре, какво би станало, ако използваме изгаряне? Малки количества газ могат да създадат мощни ефекти”.
Екипът на Корнел е работил съвместно с изследователи от Израелския технологичен институт Технион, за да проектира система от формован силикон и електроди от микрофлуидни течни метали, които предизвикват искра, за да запалят предварително смесени метан и кислород.
Това „гориво” тече през поредица от независими каналчена, всяко от които води до задвижващ механизъм с широчина 3 милиметра. Бързото изгаряне принуждава тънката силиконова мембрана на всяко място да се надуе с няколко милиметра. Магнитна система за затваряне придава на тези точки постоянната им форма. Цялата система може да се нулира, просто като се натиснат издатините надолу.
Тъй като няма нужда от електромеханични клапани, „точките” могат да бъдат подредени по-плътно една до друга. Това води до направата на по-малка, потенциално преносима система, която все пак успява да създава осезаем релеф с голяма сила за по-малко от 1 милисекунда. Според изследователите, комерсиална версия на тяхната разработка може да бъде лека и безопасна.
Технологията е еластична и съвместима, затова изследователите очакват тя да бъде включена в редица приложения, като например т.нар. меки роботи и носимо оборудване за виртуална реалност, което симулира изкуствено докосване. Биосъвместимите компоненти могат да се използват и за хирургически инструменти, които манипулират тъканите или отварят блокирани проходи при пациентите.
Настоящата система се състои от девет задвижващи модула с флуиден еластомер, но изследователите се надяват да мащабират разработката и в крайна сметка да създадат пълноценен електронен тактилен дисплей.
„Докосването в известен смисъл е по-интимно за нас от зрението. Технологията има реален потенциал. Мисля, че нашата разработка показва, че има много начини да се мисли по този въпрос. Химическото задействане наистина не бива да се пренебрегва”, обобщава Шепърд.