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Eletrônica

Interface processa sinais reais - com toque - e virtuais - sem toque

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/11/2019

Interface processa sinais com toque e sem toque simultaneamente
O sensor permite controlar simultaneamente objetos reais e objetos virtuais, tudo na mesma interface.
[Imagem: HZDR/D. Makarov]

Sensor com toque e sem toque

Explorando de modo criativo o uso de campos magnéticos, pesquisadores alemães desenvolveram o primeiro sensor eletrônico que pode processar simultaneamente estímulos táteis e sem toque.

Como o sensor pode ser aplicado até mesmo à pele humana, ele pode fornecer uma plataforma interativa contínua para cenários de realidade virtual e aumentada, permitindo controlar objetos reais e objetos virtuais na mesma interface.

De fato, o material é uma espécie de pele eletrônica, com características semelhantes às da pele humana - ele não é apenas capaz de diferenciar os estímulos mais variados em segundos, como também pode classificar a intensidade dos sinais em uma ampla faixa.

"Nosso sensor processa os sinais elétricos das interações tátil e sem toque em diferentes regiões e, dessa forma, pode diferenciar a origem dos estímulos em tempo real e suprimir influências perturbadoras de outras fontes," disse Jin Ge, do Centro de Pesquisas Rossendorf, na Alemanha.

 

Interface processa sinais com toque e sem toque simultaneamente
Estrutura do sensor.
[Imagem: Jin Ge et al. - 10.1038/s41467-019-12303-5]

Sensor magnético

A fabricação do sensor começa com uma fina película de polímero, sobre a qual é fabricado um sensor magnético que baseia no efeito da magnetorresistência gigante (GMR), o mesmo usado nas cabeças de leitura dos discos rígidos.

Este filme, por sua vez, foi selado por uma camada de polímero à base de silício (polidimetilsiloxano) contendo uma cavidade redonda projetada para ser alinhada com precisão com o sensor. Dentro desse vazio, os pesquisadores integraram um ímã permanente flexível com pontas em forma de pirâmide saindo da superfície.

"O resultado lembra um filme plástico com enfeites ópticos," comentou o professor Denys Makarov. "Mas este é precisamente um dos pontos fortes do nosso sensor. É assim que ele permanece excepcionalmente flexível: ele se encaixa perfeitamente em todos os ambientes. Mesmo sob condições curvas, ele opera sem perder sua funcionalidade. Assim, o sensor pode ser facilmente colocado, por exemplo, na ponta do dedo."

Interface processa sinais com toque e sem toque simultaneamente
Teste da pele eletrônica, que se adapta a qualquer superfície.
[Imagem: Jin Ge et al. - 10.1038/s41467-019-12303-5]

Ambientes estéreis

Além do funcionamento, um dos testes do sensor foi usado para demonstrar sua biocompatibilidade. "Na pétala de uma margarida, colamos um ímã permanente, cujo campo magnético aponta na direção oposta ao imã anexado à nossa plataforma. À medida que o dedo se aproxima desse campo magnético externo, a resistência elétrica do sensor GMR cai. Isso ocorre até o momento em que o dedo realmente toca a folha. Nesse momento, ela aumenta abruptamente porque o ímã permanente embutido é pressionado mais perto do sensor GMR e, portanto, se sobrepõe ao campo magnético externo," descreveu Jin Ge.

Dessa forma, o sensor registra uma mudança clara da interação sem toque para a interação tátil, permitindo controlar seletivamente objetos físicos e objetos virtuais.

Além dos espaços de realidade virtual, essa pele eletrônica poderá ser usada, por exemplo, em ambientes estéreis: Cirurgiões poderiam usar os sensores para manipular equipamentos médicos sem tocá-los durante um procedimento, o que reduziria o risco de contaminação, propõe a equipe.

Bibliografia:

Artigo: A bimodal soft electronic skin for tactile and touchless interaction in real time
Autores: Jin Ge, Xu Wang, Michael Drack, Oleksii Volkov, Mo Liang, Gilbert Santiago Cañón Bermúdez, Rico Illing, Changan Wang, Shengqiang Zhou, Jürgen Fassbender, Martin Kaltenbrunner, Denys Makarov
Revista: Nature Communications
DOI: 10.1038/s41467-019-12303-5






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