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May 29, 2023

스마트 직물의 정보에 입각한 터치로 어디로 가야 할지 알려줍니다

개인용 장치는 우리의 촉각을 거의 그대로 유지하면서 거의 무제한의 정보 스트림을 시각과 청각에 제공합니다. Rice가 개발한 웨어러블 섬유 기반 장치

개인용 장치는 우리의 시각과 청각에 사실상 무제한의 정보 스트림을 제공하는 동시에 우리의 촉각은 대부분 그대로 유지합니다.

라이스 대학교 엔지니어들이 개발한 웨어러블 직물 기반 장치는 잘 사용되지 않는 감각 자원을 활용하여 시각적, 청각적 입력의 부족함을 정리하고 향상시키며 장애가 있는 경우 이를 보완하는 데 도움이 될 수 있습니다.

Device에 발표된 연구의 주 저자이자 기계 공학 박사 과정 학생인 Barclay Jumet은 "기술은 촉각을 기반으로 한 촉각이나 의사 소통을 채택하는 데 속도가 느렸습니다."라고 말했습니다. "햅틱을 통합한 기술 중에서 웨어러블 장치는 복잡한 신호를 제공하기 위해 여전히 부피가 큰 외부 하드웨어가 필요한 경우가 많아 일상 활동에서의 사용이 제한됩니다."

Daniel Preston과 Marcia O'Malley의 Rice 연구소에서 구축한 햅틱 액세서리 시스템은 이전 작업에서 설명한 접근 방식을 기반으로 유체 제어를 사용하여 웨어러블의 직물 구조에 햅틱 신호를 프로그래밍함으로써 하드웨어의 필요성을 줄입니다.

"전압과 전류를 사용하는 전통적인 제어 시스템에서는 일반적으로 복잡한 촉각 신호를 얻기 위해 많은 전자 입력이 필요합니다."라고 Rice 대학의 기계 공학 조교수인 Preston은 말했습니다. 그의 연구실에서 에너지, 재료 및 유체의 교차점을 탐구하고 있습니다. "이 장치에서 우리는 유체 컨트롤러에 많은 복잡성을 덜어냈고 정교한 촉각 자극을 제공하기 위해 매우 제한된 수의 전자 입력만 필요합니다."

벨트와 직물 슬리브로 구성된 웨어러블은 압력, 유속 등의 유체 신호에 의존하여 진동, 두드리기, 쥐어짜기 등의 감각을 포함한 복잡한 촉각 신호의 전달을 제어합니다. 벨트에 부착된 작고 가벼운 이산화탄소 탱크는 열 밀봉 가능한 직물에 통합된 밀폐 회로에 공급되어 1/4 크기의 파우치(각 슬리브에 최대 6개)가 다양한 힘과 빈도로 팽창하게 합니다.

실제 탐색에 대한 장치의 유용성을 보여주는 실험에서 이러한 신호는 휴스턴 거리를 통과하는 1마일 길이의 경로에서 사용자를 안내하는 역할을 했습니다. 또 다른 실험에서는 사용자가 햅틱 직물을 통해 전달되는 방향을 따라 필드에 보이지 않는 테트리스 조각의 윤곽을 그렸습니다.

"벨트에는 필요할 수도 있는 전자 제어 시스템의 축소 버전이 통합되어 있습니다."라고 Jumet은 말했습니다. “이 경우에는 앞, 뒤, 왼쪽, 오른쪽의 네 방향 중 하나를 표시하기 위해 점진적으로 팽창하는 두 개의 소매에 걸쳐 있는 12개의 파우치를 사용했습니다. 따라서 12개의 전자 입력이 필요한 대신 슬리브에 복잡성을 내장하고 4개의 입력만 사용할 수 있게 되었습니다. 즉, 2/3가 감소한 것입니다.

“미래에는 이 기술이 내비게이션 시스템과 직접 통합될 수 있으므로 옷을 구성하는 직물 자체가 이미 과부하된 시각 및 청각 감각에 부담을 주지 않고 사용자에게 가야 할 길을 알려줄 수 있습니다. 예를 들어 지도를 참조하거나 지도를 참조하거나 가상 비서의 말을 들어보세요.”

더욱이, 웨어러블 직물 장치는 시각이나 청각이 제한된 사용자가 장애물을 감지하고 실시간으로 동적 환경을 탐색할 수 있도록 다른 감지 및 제어 메커니즘을 통합할 수 있습니다.

"예를 들어 이와 같은 장치는 청력 상실로 고통받는 사람들에게 도움이 될 수 있습니다."라고 기계 공학과 학과장이자 기계 공학, 전기 및 컴퓨터 공학, 생명 공학 및 컴퓨터 분야의 Thomas Michael Panos 가족 교수인 O'Malley가 말했습니다. 라이스의 과학.

달팽이관 이식은 심각한 청력 손실이 있는 사람들의 어음 인식을 회복할 수 있지만, 문헌에 따르면 이러한 사람들은 여전히 ​​시끄러운 환경에서 말을 이해하는 데 어려움을 겪고 소리의 출처를 찾는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 햅틱 피드백은 인공와우 성능을 향상하거나 환자의 입술 읽기를 더 쉽게 만들 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.