Zamislite iPad koji nije samo iPad—sa površinom koja može da se transformiše i deformiše, omogućavajući vam da crtate 3D dizajn, kreirate haiku koji iskače sa ekrana, pa čak i da držite partnera za ruku daleko od okeana.
To je vizija tima inženjera sa Univerziteta Kolorado Boulder. U novoj studiji, kreirali su jedinstveni displej koji menja oblik koji staje na sto sa kartama. Uređaj je napravljen od mreže 10k10 mekih robotskih „mišića” koji mogu da osete spoljni pritisak i iskaču da bi kreirali obrasce. Dovoljno je precizan da generiše pomerajući tekst i dovoljno brz da protrese hemijsku čašu napunjenu tečnošću.
Takođe može doneti nešto još ređe: čulo dodira u digitalnom dobu.
„Kako je tehnologija napredovala, počeli smo sa slanjem teksta na velike udaljenosti, zatim audio, a sada video“, rekao je Brajan Džonson, jedan od dva glavna autora nove studije koji je doktorirao mašinstvo na CU Boulderu 2022. „Ali još uvek nam nedostaje dodir“.
Džonson i njegove kolege opisali su svoj prikaz oblika 31. jula u časopisu Nature Communications.
Inovacija grupe gradi klasu mekih robota koju je pionirirao tim predvođen Kristofom Keplingerom, bivšim docentom mašinstva na CU Boulderu. Zovu se hidraulički pojačani samoisceljujući elektrostatički (HASEL) aktuatori. Prototip ekrana još nije spreman za tržište. Ali istraživači predviđaju da bi jednog dana slične tehnologije mogle dovesti do senzornih rukavica za virtuelne igre ili pametne pokretne trake koja može da se talasa da sortira jabuke od banana.
„Možete zamisliti da ove ćelije koje se čuju i aktiviraju raspoređuju u bilo koji broj različitih oblika i kombinacija“, rekao je Mantas Naris, ko-autor rada i doktorant na Odseku za mašinstvo Paul M. Radi. „Zaista ne postoji ograničenje do čega bi ove tehnologije mogle, na kraju, dovesti.“
Projekat ima svoje poreklo u potrazi za drugom vrstom tehnologije: sintetičkim organima.
2017. godine, istraživači predvođeni Markom Rentšlerom, profesorom mašinstva i biomedicinskog inženjerstva, obezbedili su finansijska sredstva za razvoj onoga što nazivaju STISSUE — mekih organa koji se ponašaju i osećaju kao pravi delovi ljudskog tela, ali su u potpunosti napravljeni od materijala sličnih silikonu.
Među istraživačima na grantu su Keplinger, sada direktor Instituta Maks Plank za inteligentne sisteme u Nemačkoj; Nikolaus Correll, vanredni profesor na Odseku za računarske nauke na CU Boulder; i Sean Humbert, profesor mašinstva. Novi ekran koji menja oblik može da oseti i reaguje na ljudski dodir. Zasluge: Univerzitet Kolorado u Bolderu
„Mogli biste da koristite ove veštačke organe da pomognete u razvoju medicinskih uređaja ili hirurških robotskih alata za mnogo manje troškove nego korišćenje stvarnog životinjskog tkiva“, rekao je Rentschler, koautor nove studije.
U razvoju te tehnologije, međutim, tim je došao na ideju o stolnom displeju. Istraživanje je deo Programa nauke o materijalima i inženjerstva.
Dizajn grupe je veličine table za igru Scrabble i, kao i jedna od tih ploča, sastoji se od malih kvadrata raspoređenih u mreži. U ovom slučaju, svaki od 100 kvadrata je pojedinačni HASEL aktuator. Aktuatori su napravljeni od plastičnih kesa u obliku sićušnih harmonika. Ako propuštate električnu struju kroz njih, tečnost se pomera unutar kesica, uzrokujući da se harmonika širi i skoči.
Aktuatori takođe uključuju meke, magnetne senzore koji mogu da otkriju kada ih gurnete. To omogućava neke zabavne aktivnosti, rekao je Džonson, sada postdoktorski istraživač na Maks Plank institutu za inteligentne sisteme.
„Pošto su senzori zasnovani na magnetima, možemo koristiti magnetni štapić za crtanje po površini ekrana“, rekao je on.
Drugi istraživački timovi razvili su slične pametne tablete, ali CU Boulder ekran je mekši, zauzima mnogo manje prostora i mnogo je brži. Svaki od njegovih robotskih mišića može se aktivirati čak 50 puta u sekundi.
Istraživači se sada fokusiraju na smanjenje aktuatora kako bi povećali rezoluciju ekrana – skoro kao dodavanje više piksela na ekran računara.
„Zamislite da možete da učitate članak na svoj telefon, a on se na ekranu prikazuje kao Brajevo pismo“, rekao je Naris.
Grupa takođe radi na tome da okrene ekran naopačke. Na taj način, inženjeri bi mogli da dizajniraju rukavicu koja bode vrhove vaših prstiju, omogućavajući vam da „osećate“ objekte u virtuelnoj stvarnosti.
I, rekao je Rentschler, ekran može doneti nešto drugo: malo mira i tišine.
„Naš sistem je, u suštini, tih. Aktuatori gotovo da ne prave buku.“
