Nhắn tin không cần màn hình

Da người có thể cảm nhận các mô hình tinh tế về áp lực, thời gian và chuyển động, nhưng hầu hết thiết bị kỹ thuật số chỉ ghi nhận những thao tác chạm và vuốt đơn giản. Sự khác biệt này đã thôi thúc cộng đồng nhà nghiên cứu khám phá các công nghệ cảm ứng mới. Họ thử nghiệm găng tay gắn cảm biến, vòng đeo tay theo dõi những thay đổi áp suất nhỏ và bề mặt mỏng tạo ra rung động chính xác. Mặc dù những ý tưởng này có triển vọng, nhưng nhiều ý tưởng vẫn còn quá cứng nhắc, hạn chế trong việc phát hiện cử chỉ, hoặc không thể cung cấp phản hồi có ý nghĩa và sắc thái.

Một thách thức lớn là văn bản kỹ thuật số dựa trên ASCII - một bộ mã chuẩn hóa gồm 128 ký tự bao gồm chữ cái, số, dấu câu và ký hiệu điều khiển. Việc chuyển đổi toàn bộ dải ký tự này thành tín hiệu xúc giác rất khó khăn vì mỗi ký tự phải được biểu diễn theo cách có thể cảm nhận, phân biệt và diễn giải chính xác chỉ bằng xúc giác, mà không cần dựa vào thị giác hay thính giác.

Các mạch điện co giãn có thể chuyển động cùng da, mạng cảm biến dạng gel có thể phát hiện mọi lực cực nhỏ, và số động cơ nhỏ giúp tạo ra nhiều kiểu rung động riêng biệt.

Thiết bị đeo mới chuyển đổi cảm ứng thành văn bản kỹ thuật số hoàn chỉnh

Những tiến bộ gần đây trong vật liệu mềm và AI đang mở ra những cách thức mới để tương tác với công nghệ. Các mạch điện co giãn có thể chuyển động cùng da, mạng cảm biến dạng gel có thể phát hiện mọi lực cực nhỏ, và số động cơ nhỏ giúp tạo ra nhiều kiểu rung động riêng biệt. Thuật toán AI nhanh chóng diễn giải những tín hiệu phức tạp và luôn thay đổi. Cùng nhau, những đổi mới này tạo ra một viễn cảnh mà làn da không chỉ là một điểm tiếp xúc - mà còn trở thành một kênh truyền tải thông tin hai chiều.

Dựa trên khái niệm này, một nghiên cứu trên tạp chí Advanced Functional Materials giới thiệu miếng dán mềm mại, giống da, có khả năng biến cảm ứng chạm thành văn bản và truyền tải phản hồi văn bản qua da. Thiết bị này kết hợp mạng cảm biến iontronic, mạch điện linh hoạt, mô-đun rung nhỏ gọn và mô hình AI được đào tạo nhận dạng những kiểu nhấn. Điều này tạo ra một vòng lặp hai chiều hoàn chỉnh có khả năng biểu diễn tất cả 128 ký tự ASCII chỉ bằng cảm ứng. Miếng dán sử dụng mạch đồng co giãn trên polyimide, có khả năng uốn cong, xoắn và kéo giãn mà không bị đứt.

Một lớp silicon mềm mại giúp miếng dán linh hoạt, trong khi độ cứng như da là 435 kPa và chất kết dính silicon tạo cảm giác thoải mái khi đeo và tháo. Cảm biến chính của miếng dán là một mảng iontronic, trong đó một lớp giấy gạo phủ gel sẽ thay đổi điện dung khi được ấn. Một điện cực đồng sẽ phát hiện những thay đổi này, biến cảm giác chạm thành tín hiệu có thể đo lường được.

Nhắn tin cảm ứng sử dụng cảm biến và chế độ rung.

Sử dụng cảm biến và các mẫu rung

Bản vá mã hóa văn bản bằng cách chia mỗi ký tự ASCII thành 4 đoạn, mỗi cảm biến đại diện cho một đoạn 2 bit. Số lần nhấn cảm biến trong một thời gian ngắn sẽ quyết định giá trị của đoạn đó. Để cung cấp phản hồi, hệ thống gửi các xung rung, trong đó mỗi bộ truyền động rung một số lần nhất định tương ứng với đoạn của nó. Điều này tạo ra phương thức giao tiếp xúc giác được liên kết trực tiếp với ASCII. Thay vì thu thập những tập dữ liệu khổng lồ, nhóm nhà nghiên cứu xây dựng một mô hình toán học về hành vi nhấn.

Những tiến bộ gần đây trong vật liệu mềm và AI đang mở ra những cách thức mới để tương tác với công nghệ.

Mỗi lần nhấn có 4 giai đoạn - tăng, giảm và trở lại - và các biến thể về lực, thời lượng và số lần nhấn được lấy mẫu để tạo ra dữ liệu tổng hợp mô phỏng tín hiệu cảm biến thực tế. Miếng dán đã được chứng minh theo hai cách. Cách thứ nhất, người dùng nhập “Đi!” bằng một loạt lần nhấn, máy tính sẽ giải mã văn bản đồng thời gửi xác nhận xúc giác - cho phép tương tác diễn ra mà không cần nhìn. Cách thứ hai, miếng dán điều khiển một trò chơi đua xe: một số lần nhấn điều khiển xe, và cường độ rung hiển thị khoảng cách đến các xe gần đó, với độ rung mạnh hơn sẽ chỉ ra các vật thể gần hơn.

Diên San (Tổng hợp)