science >> Wetenschap >  >> Chemie

Ooggestuurde zachte lens maakt de weg vrij voor zachte mens-machine-interfaces

Schema en foto van het zachte lenssysteem. Krediet:Cai lab/geavanceerde functionele materialen

Een onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Californië in San Diego heeft een zachte robotlens ontwikkeld waarvan de bewegingen worden gecontroleerd door de ogen:twee keer knipperen en de lens zoomt in en uit; kijk naar links, Rechtsaf, omhoog of omlaag en de lens volgt.

De lens is het eerste voorbeeld van een interface tussen mens en zachte machines. "De mens-machine-interface, zoals we het kennen, beschikt over klassieke machines:computers, rolstoelen, en starre robotica, bijvoorbeeld. De innovatie hier is de interface met zachte robotica. Dit kan echt nieuwe kansen bieden in het veld, " zei Shengqiang Cai, een professor in mechanische en ruimtevaarttechniek aan UC San Diego die het onderzoek leidde.

Mogelijke toepassingen van het systeem zijn onder meer visuele prothesen, verstelbare bril, VR, en zachte robots die kunnen zien.

Het prototypesysteem reageert op de elektrische signalen die tijdens beweging rond de ogen worden gegenereerd, elektro-oculografische signalen genoemd. Patches van elektroden die op de huid rond de ogen zijn geplaatst, meten deze signalen en sturen ze door een signaalprocessor naar de lens.

Het systeem is ontworpen om de werking van het menselijk oog na te bootsen. De lens zelf bestaat uit zout water dat is ingekapseld in twee elektroactieve elastomeerfilms die als spieren werken. Ze kunnen uitbreiden, contract, of hun structuur veranderen wanneer een elektrische potentiaal wordt toegepast. Hierdoor kan de lens in vier richtingen kijken en het brandpunt veranderen. Doordat de lens van zachte materialen is gemaakt, het kan de brandpuntsafstand met maar liefst 32 procent veranderen.

De lens is gemaakt als proof of concept voor zachte actieve materialen die op afstand bestuurd kunnen worden door signalen van de body.

"Het idee achter dit project is heel generiek, " zei Cai. "In deze demonstratie, we gebruiken signalen die worden gegenereerd door oogbewegingen om een ​​zacht afstembare lens te besturen. Maar in principe we zouden dit idee kunnen uitbreiden en andere biologische signalen kunnen gebruiken (handbeweging, hartslag, enz.) om zachte grijpers te bedienen, bijvoorbeeld. Deze technologie heeft meer potentie dan slechts één specifieke toepassing of commercieel product. En dat vind ik echt spannend."

Illustratie en foto's van de zachte robotlens. Krediet:Cai lab/geavanceerde functionele materialen

Cai en collega's publiceerden hun bevindingen in een recent nummer van Geavanceerde functionele materialen .

Papieren titel:"A Biomimetic Soft Lens Controlled by Electrooculographic Signal."