Носимые тактичные расположения устройств. Кредит: Природные обзоры биоинженерия (2025). Doi: 10.1038/s44222-025-00274-w
От виртуальной реальности до реабилитации и коммуникации, такси технологии произвели революцию в том, как люди взаимодействуют с цифровым миром. В то время как ранние тактичные устройства были сосредоточены на односенсорных сигналах, таких как уведомления на основе вибраций, современные достижения проложили путь для мультисенсорных гаптических устройств, которые интегрируют различные формы обратной связи на основе сенсорной, включая вибрацию, растяжение кожи, давление и температуру.
Недавно команда экспертов, в том числе Марсия О’Мэлли и Даниэль Престон из Райса, выпускник Джошуа Флек, выпускник Зейн Зук 23 года и Джанель Кларк ’22 и другие сотрудники, опубликовали подробный обзор в Природные обзоры биоинженерия Анализ текущего состояния носимых многосенсорных тактовых технологий, излагая ее проблемы, достижения и реальные приложения.
Хаптические устройства, которые обеспечивают общение через прикосновение, значительно развивались с момента их введения в 1960 -х годах. Первоначально они полагались на жесткие, заземленные механизмы, действующие как пользовательские интерфейсы, генерируя обратную связь на основе силы из виртуальных сред.
Но с достижениями в области зондирования и технологии приведения в действие, тактильные устройства становятся все более носимыми. Сегодняшние инновации сосредоточены на кожной обратной связи — стимулировали рецепторы кожи, чтобы обеспечить реалистичные сенсорные ощущения, — это кинестетическая обратная связь, которая имитирует силу, оказываемую на опорно -двигательную систему.
«Носимые тактичные устройства теперь интегрированы в потребительские продукты, такие как умные часы и игровые аксессуары, и они выполняют более сложную роль в здравоохранении, робототехнике и иммерсивных СМИ», — сказал О’Мэлли, профессор семьи Томаса Майкла Паноса в области инженерии и профессор и кафедра машиностроения.
«Новый сдвиг в сторону мультисенсорной тактальности, что означает одновременное предоставление более чем одного типа сенсорного стимула, — это улучшение пользовательского опыта, но он представляет новые инженерные и воспринимаемые проблемы. По мере того, как эта технология продолжает развиваться, мы увидим, что она перейдет к более богатому, многосенничественному опыту, который меняет разрыв между цифровым взаимодействием и человеческим прикосновением».
Проектирование эффективных, носимых многосенсорных тактильных устройств требует глубокого понимания восприятия человеческого прикосновения, и исследовательская группа выявила несколько ключевых проблем в этой области сегодня. Одним из наиболее значительных препятствий является изменчивость механики контакта с кожи, поскольку различия в эластичности кожи, распределении рецепторов и внешних факторах, таких как влажность, могут изменить то, как воспринимаются тактильные стимулы. Другая проблема — тактильная маскировка, где многочисленные тактичные ощущения, такие как вибрация и растяжение кожи, могут мешать друг другу, снижая ясность восприятия.
Выбранные носимые многосенсорные тактичные устройства. Кредит: Природные обзоры биоинженерия (2025). Doi: 10.1038/s44222-025-00274-w
«Кожа каждого человека по -разному реагирует на стимулы из -за вариаций эластичности, влаги и даже волос на теле», — сказал Престон, доцент кафедры машиностроения. «Эта изменчивость делает проектирование универсально эффективными устройствами невероятно сложной».
Кроме того, носимость и комфорт продолжают оставаться основными соображениями в каждом продукте. Хаптические устройства должны быть разработаны в соответствии с различными местами тела, не вызывая дискомфорта, ограничивая движение или нарушение повседневной деятельности. Такие факторы, как методы веса, размер и привязанность, все играют решающую роль в обеспечении долгосрочной удобства использования.
«Истинное погружение в тактовые технологии зависит не только от того, что чувствуют пользователи, но и от того, насколько естественно и комфортно они испытывают его», — сказал Престон.
В дополнение к выделению проблем, авторы определили несколько новых методов приведения в действие, которые могли бы переопределить носимые тактичные технологии.
Электромеханическое действие, обычно используемое в системах вибрационной обратной связи, остается наиболее широко принятым методом из -за его надежности и доступности. Тем не менее, он часто изо всех сил пытается обеспечить разнообразные тактистые сигналы. Полимерное применение, которое опирается на умные полимеры, которые изменяют форму или текстуру при воздействии стимулов, предлагает легкую и гибкую альтернативу для предоставления тактичной обратной связи.
Жидкое действие, которое использует воздух или жидкость под давлением для генерации динамических тактильных ощущений, набирает обороты в мягкой робототехнике и на основе текстиля, предлагая новые возможности для комфорта и адаптации. Кроме того, тепловое применение становится способом улучшения погружения в виртуальные среды или имитировать реальные взаимодействия с помощью ощущений потепления или охлаждения.
Применение носимых тактичных устройств в различных областях. Кредит: Природные обзоры биоинженерия (2025). Doi: 10.1038/s44222-025-00274-w
«Мы ожидаем, что эти технологии значительно расширит объем тактичной обратной связи, особенно в таких областях, как медицинская реабилитация, протезное развитие и взаимодействие человека с имин»,-сказал О’Мэлли. «Несмотря на многообещающую, необходима дальнейшая уточнение для улучшения времени реагирования, долговечности и энергоэффективности».
Обзор также дает представление о том, как носимая тактичная технология готова разблокировать новые возможности для взаимодействия человека с цифровыми и физическими средами. В виртуальной и дополненной реальности мультисенсорные хаптики улучшают погружение, позволяя пользователям чувствовать цифровые объекты, улучшая опыт в играх, обучающих симуляциях и образовании. В области здравоохранения и реабилитации носимые хаптики помогают в тренировке моторных навыков, реабилитации после инсульта и обратной связи с протезными конечностями, что позволяет пациентам более эффективно взаимодействовать со своим окружением.
Помощные технологии и приложения для коммуникации используют тактильные интерфейсы, чтобы помочь людям с нарушениями зрения или слуха, переводя слуховую или визуальную информацию в сенсорные сигналы. Системы навигации и руководства выигрывают от тактильных носительных устройств, предоставляя интуитивно понятные направления, помогая людям с нарушениями зрения и улучшая навигацию без громкой связи в таких областях, как военные и авиация.
Кроме того, телеоперация и робототехника могут значительно получить в качестве роботизированных систем с дистанционным управлением с тактичной обратной связью, которые позволяют пользователям «чувствовать» объекты на расстоянии, повышая точность в деликатных задачах, таких как роботизированная хирургия.
Несмотря на значительный прогресс, авторы подчеркнули необходимость дальнейшего изучения мультисенсорного восприятия. Понимание того, как мозговые процессы одновременные тактистые сигналы будут иметь решающее значение для уточнения будущих устройств, а обеспечение широкого распространения внедрения потребует баланса между технологической изощренностью, комфортом пользователя и практическим удобством использования.
«Конечная цель состоит в том, чтобы создать тактильные устройства, которые кажутся такими же естественными, как реальное прикосновение»,-сказал О’Мэлли.
Больше информации:
Джошуа Дж. Флек и др. Природные обзоры биоинженерия (2025). Doi: 10.1038/s44222-025-00274-w
Информация журнала:
Природные обзоры биоинженерия, предоставленные Rice University
Цитирование: Революционизация прикосновения: Исследователи исследуют будущее носимой многосенсорной тактовой технологии (2025, 25 марта), извлеченные 27 марта 2025 года из этого документа, подверженным авторским праву. Помимо каких -либо справедливых сделок с целью частного исследования или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только для информационных целей.
