بينما يمتلك الجلد البشري قدرة مدهشة على التمييز بين أنماط معقدة من الضغط والحركة، لا تزال أغلب الأجهزة الإلكترونية تقتصر على التفاعل من خلال نقرات أو تمريرات بسيطة. هذا التباين دفع العلماء للبحث عن واجهات لمس أكثر تطوراً، خصوصاً في مجال التقنيات القابلة للارتداء.

عقبات سابقة أمام تطوير اللمس التفاعلي

رغم تعدد المحاولات السابقة، مثل القفازات المزودة بحساسات أو الأسطح الاهتزازية، واجهت هذه التقنيات عقبات تتعلق بالصلابة، أو ضعف تفسير الإشارات الدقيقة، أو محدودية تقديم ردود فعل ملموسة. بقي التحدي الأكبر هو تحويل رموز النصوص الرقمية، مثل رموز ASCII البالغ عددها 128 رمزاً، إلى إحساس ملموس يمكن التفاعل معه.

تابعونا على التليكرام

ابتكار رقعة جلدية مرنة لنقل الإحساس بالنصوص

نشرت مجلة Advanced Functional Materials دراسة توضح ابتكار رقعة ذكية مرنة تشبه الجلد البشري، قادرة على تحويل اللمس إلى نص رقمي، وإرسال إشعارات لمسية دقيقة للمستخدم. الرقعة تعمل كقناة تواصل ثنائية الاتجاه، تجمع بين الحساسات الأيونية، والدارات فائقة المرونة، ومحركات اهتزاز صغيرة، ونموذج ذكاء اصطناعي يفسر أنماط الضغط.

تكنولوجيا متقدمة لتمثيل رموز ASCII عبر اللمس

وفقاً لموقع Nanowerk، تعتمد الرقعة على تقسيم كل حرف ASCII إلى أربع وحدات ثنائية (2-bit)، بحيث يمثل كل حساس قيمة جزء منها. عند الضغط، تُرسل البيانات إلى الجهاز، وعند الرد، تُعاد المعلومات للمستخدم من خلال سلسلة من الاهتزازات تتوافق مع قيمة كل جزء، ما يتيح “جملة اهتزازية” محسوسة تمثل الحرف الأصلي.

مكونات دقيقة تحاكي الجلد الطبيعي

تصميم الرقعة يشمل دائرة نحاسية قابلة للتمدد فوق طبقة من البوليميد، مع غطاء سيليكوني يمنحها ملمساً مريحاً يشبه الجلد. أما قلب النظام، فيتكوّن من مصفوفة حساسات أيونية مصنوعة من ورق أرز مغطى بهلام موصل، يتغير استجابته عند الضغط، مما يوفر تواصلاً لمسيّاً عالي الدقة.

نموذج ذكي لتقليل الحاجة للبيانات الضخمة

ولتجاوز تحدي جمع كميات كبيرة من البيانات التدريبية، ابتكر الباحثون نموذجاً رياضياً يحاكي سلوك الضغط الطبيعي على الجلد، موزعاً إلى أربع مراحل: الارتفاع، الذروة، الانخفاض، والعودة، مع مراعاة شدة الضغط، مدته، وعدد مرات التكرار.

تطبيقات عملية: كتابة ولمس وتحكم في الألعاب

تم اختبار التقنية في تجربتين:

• كتابة كلمة “Go!” بالضغط على الرقعة، مع ظهورها على الشاشة وتلقي المستخدم استجابة لمسية مباشرة.

• استخدام اللمس للتحكم بلعبة سباقات، حيث تشير شدة الاهتزازات إلى مدى قرب المركبات الأخرى، في تجربة تفتح آفاقاً جديدة في التفاعل الحسي مع الألعاب.