science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Technologie binnen handbereik

Haptiek. Krediet:Koc University

Nog maar een paar jaar geleden, 'haptiek' (interactie door aanraking) was een onderwerp dat in slechts een paar laboratoria over de hele wereld werd bestudeerd. Naarmate het meer werd gebruikt in aanraakschermen en in de auto-industrie, het aantal onderzoekers op dit gebied groeide ook, van nature. Er is vooral veel aandacht voor oppervlaktehaptiek. Het belangrijkste doel op dit gebied is om tactiele feedback te geven aan de gebruiker via veelgebruikte aanraakschermen in mobiele apparaten, tabletten, en kiosken.

Prof. Çağatay Başdoğan van de afdeling werktuigbouwkunde van de universiteit van Koç, en directeur van Mechatronics and Robotics Laboratory, en zijn team leiden een van de toponderzoeksgroepen op het gebied van haptiek. Onlangs, een artikel is gepubliceerd in PNAS ( Proceedings van de National Academy of Sciences ), waarin zij een nieuwe aanpak naar voren brachten.

in hun PNAS artikel, ze verklaren de redenen waarom we niets voelen wanneer we een oppervlak met onze vinger aanraken, maar wel wrijving voelen wanneer we onze vinger over het oppervlak bewegen. Hun uitgangspunt is, "Er moet iets veranderen, zodat we het als wrijving ervaren." Prof Başdoğan en zijn team bundelden hun krachten met Dr. Bo Persson, die een wereldberoemd expert is op het gebied van wrijving en zijn studie studeert aan het Duitse Peter Grünberg Instituut. Het onderwerp waarop ze zich concentreerden, is het "echte" contactgebied van de vinger. Aangezien een echt contact een hechting op nanoschaal betekent, onze vinger kan gemakkelijk in de normale richting van het oppervlak scheiden terwijl hij beweegt, maar wordt geconfronteerd met een grotere kracht in de richting van wrijving. Dit komt door een toename van de hechting en trekkende effecten door de veranderende luchtspleet tussen het oppervlak en de vinger tijdens vingerbeweging. Dit weerspiegelt de gebruiker als een verandering in de wrijvingskracht. Wat het werk van Başdoğan en zijn team buitengewoon maakt, is dat ze het effect van het echte contactgebied van de vinger op de fysica van de daadwerkelijke beweging hebben aangetoond.

Başdoğan en zijn team gebruiken een gemiddelde veldtheorie op basis van meerschalige contactmechanica om het effect van elektroadhesie op glijdende wrijving en de afhankelijkheid van de vinger-touchscreen-interactie van de aangelegde spanning en andere fysieke parameters te onderzoeken. Ze presenteren experimentele resultaten over hoe de wrijving tussen een vinger en een touchscreen afhangt van de elektrostatische aantrekkingskracht ertussen. Het voorgestelde model is met succes gevalideerd tegen volledige (maar rekenkundig veeleisende) contactmechanica-simulaties en de experimentele gegevens.

De studie toont aan dat elektroadhesie een toename van het werkelijke contactoppervlak op microscopisch niveau veroorzaakt, wat leidt tot een toename van de elektrovibrerende tangentiële wrijvingskracht. Ze vinden dat het mogelijk moet zijn om de wrijvingskracht verder te vergroten, en dus de menselijke tactiele waarneming, door een dunnere isolerende film op het touchscreen te gebruiken dan in de huidige apparaten wordt gebruikt.