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May 29, 2023

Il tocco informato dei tessuti intelligenti può dirti dove andare

I dispositivi personali alimentano la nostra vista e il nostro udito con flussi di informazioni virtualmente illimitati, lasciando il nostro senso del tatto per lo più... intatto. Un dispositivo indossabile basato su tessuto sviluppato da Rice

I dispositivi personali alimentano la nostra vista e il nostro udito con flussi di informazioni virtualmente illimitati, lasciando il nostro senso del tatto per lo più... intatto.

Un dispositivo indossabile a base tessile sviluppato dagli ingegneri della Rice University potrebbe aiutare a mettere ordine, migliorare e, in caso di disabilità, compensare le carenze negli input visivi e uditivi sfruttando questa risorsa sensoriale sottoutilizzata.

“La tecnologia è stata lenta nel cooptare la sensazione tattile o la comunicazione basata sul senso del tatto”, ha affermato Barclay Jumet, uno studente di dottorato in ingegneria meccanica e autore principale di uno studio pubblicato su Device. “Tra le tecnologie che hanno incorporato aspetti tattili, i dispositivi indossabili spesso richiedono ancora hardware esterno ingombrante per fornire segnali complessi, limitandone l’uso nelle attività quotidiane”.

Il sistema di accessori tattili costruito dai laboratori Rice di Daniel Preston e Marcia O'Malley riduce la necessità di hardware programmando segnali tattili nella struttura tessile dei dispositivi indossabili utilizzando il controllo dei fluidi, basandosi su un approccio descritto nel lavoro precedente.

"Con un sistema di controllo tradizionale che utilizza tensione e corrente, in genere sarebbero necessari molti input elettronici per ottenere segnali tattili complessi", ha affermato Preston, assistente professore di ingegneria meccanica alla Rice, il cui laboratorio esplora l'intersezione di energia, materiali e fluidi. "In questo dispositivo, abbiamo scaricato gran parte di questa complessità sul controller del fluido e richiediamo solo un numero molto limitato di input elettronici per fornire una stimolazione tattile sofisticata."

Composti da una cintura e maniche in tessuto, i dispositivi indossabili si basano su segnali fluidi – come pressioni e portate – per controllare la trasmissione di segnali tattili complessi, comprese sensazioni come vibrazione, tocco e compressione. Un piccolo e leggero serbatoio di anidride carbonica fissato sulla cintura alimenta i circuiti ermetici incorporati nei tessuti termosaldabili, provocando il gonfiaggio di sacchetti di un quarto di misura - fino a sei su ciascuna manica - con forza e frequenza variabili.

In un esperimento che dimostrava l'utilità del dispositivo per la navigazione nel mondo reale, questi segnali servivano come indicazioni per guidare un utente su un percorso lungo un miglio attraverso le strade di Houston. In un altro esperimento, un utente ha delineato pezzi invisibili di Tetris in un campo seguendo le indicazioni trasmesse loro attraverso i tessuti tattili.

"La cintura incorpora una versione ridotta del sistema di controllo elettronico che potrebbe altrimenti essere necessario", ha affermato Jumet. “In questo caso, avevamo dodici tasche su due maniche che si gonfiavano progressivamente per indicare una delle quattro direzioni: avanti, indietro, sinistra o destra. Quindi, invece di richiedere dodici ingressi elettronici, incorporiamo questa complessità nella custodia e siamo in grado di utilizzare solo quattro ingressi: una riduzione di due terzi.

“In futuro, questa tecnologia potrebbe essere integrata direttamente con i sistemi di navigazione, in modo che gli stessi tessuti che compongono i vestiti possano dire agli utenti quale strada andare senza mettere a dura prova i loro sensi visivi e uditivi già sovraccarichi, ad esempio dovendo consultare una mappa o ascolta un assistente virtuale.

Inoltre, il dispositivo tessile indossabile potrebbe incorporare altri meccanismi di rilevamento e controllo per consentire agli utenti con vista o udito limitati di rilevare ostacoli e navigare in ambienti dinamici in tempo reale.

"Dispositivi come questo potrebbero, ad esempio, essere utili per le persone che soffrono di perdita dell'udito", ha affermato O'Malley, presidente del Dipartimento di ingegneria meccanica e professore della famiglia Thomas Michael Panos in ingegneria meccanica, ingegneria elettrica e informatica, bioingegneria e informatica. La scienza alla Rice.

Gli impianti cocleari possono ripristinare la percezione del parlato nelle persone con grave perdita dell'udito, ma la letteratura mostra che questi individui hanno ancora difficoltà a comprendere il parlato in ambienti rumorosi e possono avere difficoltà a localizzare le fonti dei suoni. Il feedback tattile ha il potenziale per migliorare le prestazioni dell'impianto cocleare o facilitare la lettura labiale per i pazienti.