在人类皮肤中,具有丰富的力学感受器mechanoreceptors,这为传输信息和引发感知,提供了多功能的工程接口,有望在患者护理和其他重要行业中,提供广泛的应用。然而,这些传入单元的目标多感官参与Targeted multisensory engagement,面临着持续的挑战,特别是对于需要在整个身体上自适应操作的可穿戴可编程系统。
今日,美国 佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)Matthew T. Flavin等,西北大学(Northwestern University)Kyoung-Ho Ha, Shupeng Li,黄永刚Yonggang Huang,John A. Rogers等,西湖大学Zengrong Guo,姜汉卿Hanqing Jiang等,韩国浦项科技大学(Pohang University of Science and Technology)Jin-Tae Kim等,大连理工大学解兆谦Zhaoqian Xie等,在Nature上发文,提出了一种微型机电结构,以结合皮肤作为弹性储能元件时,支持双稳态自感知变形模式。以特定类别的力学感受器为目标,作为不同的、程序化的感觉反应基础,这种触觉单元,可传递动态和静态刺激,直接作为法向力或剪切力。系统实验和理论研究建立了低能量操作的基本原则和实践标准,跨越了人类皮肤力学性能的自然解剖结构变化。无线、皮肤贴合的触觉接口,集成了这些双稳态传感器的阵列,以用作高密度通道,呈现了来自基于智能手机的3D扫描和惯性传感器的输入。这种系统的演示,包括旨在改善视觉和本体感觉障碍患者生活质量的感觉替代。第一作者:Matthew T. Flavin, Kyoung-Ho Ha, Zengrong Guo, Shupeng Li, Jin-Tae Kim通讯作者:黄永刚Yonggang Huang, 解兆谦Zhaoqian Xie, 姜汉卿Hanqing Jiang & John A. RogersBioelastic state recovery for haptic sensory substitution.
图1: 电池供电的生物集成双稳态传感器阵列的多感官反馈。
图2: 传感器transducers力学特征,以及皮肤在维持双稳态中的作用。
图3: 传感器的振动触觉和剪切力操作。
图4: 双稳态换能器阵列的系统级实现。
Flavin, M.T., Ha, KH., Guo, Z. et al. Bioelastic state recovery for haptic sensory substitution. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08155-9https://www.nature.com/articles/s41586-024-08155-9声明:仅代表译者观点,如有不科学之处,请在下方留言指正!