senzory | Svět2000

Haptická náplast přenáší na pokožku kompletní pocit dotyku

19. 11. 2024 Iveta Mauci 2 min read 227 Zobrazení bílá hůl, energie kůže, Northwesternská univerzita, oční vady, senzory, virtuální realita, VR

Medicína Nové Technologie Virtuální realita VR

Tým inženýrů pod vedením Northwesternské univerzity vyvinul nový typ nositelného zařízení, které stimuluje pokožku k poskytování různých komplexních vjemů.

Tenké, flexibilní zařízení jemně přilne k pokožce a poskytuje realističtější a pohlcující smyslové zážitky. I když se nové zařízení evidentně hodí pro hraní her a virtuální realitu (VR), vědci si představují i aplikace ve zdravotnictví.

Zařízení je nejnovějším pokrokem v nositelné technologii od průkopníka severozápadní bioelektroniky Johna A. Rogerse. Nová studie staví na práci publikované v roce 2019 v Nature, ve které jeho tým představil „epidermální VR“ systém propojený s pokožkou, který komunikuje dotek prostřednictvím řady miniaturních vibračních aktuátorů přes velké plochy pokožky s rychlým bezdrátovým ovládáním.

Využití energie uložené v kůži

Nové zařízení se skládá z šestiúhelníkového pole 19 malých magnetických ovladačů zapouzdřených v tenkém, flexibilním materiálu ze silikonové síťoviny. Každý aktuátor může poskytovat různé pocity, včetně tlaku, vibrací a kroucení. Pomocí technologie Bluetooth ve smartphonu zařízení přijímá data o okolí osoby, která je převádí na hmatovou zpětnou vazbu. Nahrazuje jeden vjem (např. zrak) jiným (dotek).

Přestože je zařízení napájeno malou baterií, šetří energii díky chytré „bistabilní“ konstrukci. To znamená, že může zůstat ve dvou stabilních polohách, aniž by potřeboval stálý přísun energie. Když aktuátory stlačí dolů, ukládá energii do pokožky a do vnitřní struktury zařízení. Když akční členy zatlačí zpět nahoru, zařízení použije malé množství energie k uvolnění uložené energie. Zařízení tedy využívá energii pouze tehdy, když aktuátory změní polohu. Díky této energeticky účinné konstrukci může zařízení fungovat delší dobu na jedno nabití baterie.

Pro identifikaci optimálního designu provedl Huangův tým systematické výpočetní modelování, aby prozkoumal, jak zařízení interaguje s pokožkou prostřednictvím elektromagnetického ovládání.

„Je nezbytné, aby tento bistabilní design mohl být univerzálně použit na všechny typy lidské kůže. Výpočtové modelování umožňuje přesnou optimalizaci a zajišťuje tuto schopnost,“ řekl Huang.

Zdroje: Tisková zpráva Northwesternské univerzity, Studie byla zveřejněna v časopise Nature

Iveta Mauci

localhost/wp

Místo seismografů použili GPS, objevili neznámé příznaky zemětřesení

30. 7. 2023 Tomáš Pokorný 0 komentářů 2 min read 835 Zobrazení GPS, Předpovídání zemětřesení, příznaky, seismografy, senzory, zemětřesení

Budoucnost Nové TOP 10 Věda

GPS může nahradit seismografy. Při jeho použití nemusí geofyzici očekávat seismické vlny. Mohou sledovat jev, který nastane mnohem dříve. Silná, tektonická zemětřesení jsou vyvolána bloky hornin, které se pohybují pod povrchem naší planety, píše WP Tech. Ty se pohybují kolem sebe, což může vést ke srážkám. Uvolněná energie se pak přenáší jako seismická vlna. Ta je dostatečně silná a může dosáhnout povrchu naší planety, což vede ke katastrofickým otřesům a otřesům.

Předpovídání zemětřesení

Na základě těchto znalostí jsou geofyzici schopni předpovídat výskyt zemětřesení pouze pomocí seismografů. Tato zařízení jsou schopna zaznamenat seismickou vlnu a varovat nás před katastrofou několik sekund před jejím vznikem. Ukazuje se, že tak populární systém, jako je GPS, nás může varovat mnohem dříve. Satelitní data umožňují identifikovat malé „skluzy“ (tření) tektonických desek, které předcházejí seismické vlně.

Tento jev se stal zřejmým geofyzikům, kteří se rozhodli prozkoumat data GPS shromážděná při výskytu více než 90 silných zemětřesení. Všimli si, že zaznamenávají horizontální pohyby půdy, které předcházejí vzniku seismické vlny. Ty jsou dostatečně jednoznačné, aby bylo možné předpovědět výskyt otřesů až dvě hodiny před katastrofou.

Údaje GPS pro předběžné varování před zemětřesením

Není ideálním, údaje GPS byly užitečné pouze v případě otřesů větších než 7 stupňů Richterovy škály. V takových situacích mohou být dvě hodiny rozhodující pro životy obětí. Pokud ani neumožňují evakuaci, nabízejí čas na naplánování účinné záchranné operace.

Zejména proto, že se jedná o velmi specifické předpovědní údaje. Geofyzici se při opakování analýzy pro 100 000 situací, kdy k zemětřesení nedošlo, nechali GPS „zmást“ pouze 300krát.

Skutečné možnosti GPS při detekci zemětřesení

Podle autorů studie by GPS mohl být mocnějším nástrojem pro předpovídání zemětřesení. K horizontálním pohybům půdy dochází i několik hodin před prvním zemětřesením. Problémem je však citlivost moderních systémů GPS.

Ve studiích používaných k identifikaci jevů před zemětřesením používali vědci data získaná ze senzorů, jejichž umístění bylo přesně vybráno. Pro předpovídání událostí to není možné. Geofyzici, aby nehledali jehlu v kupce sena, by museli mít k dispozici senzory GPS s citlivostí více než stokrát větší, než je citlivost dnes používaných senzorů.

To však neznamená, že by výzkum možností GPS měl být odložen na polici a čekat na technický pokrok. Satelitní data mohou již dnes významně pomoci stávajícím varovným systémům. Zatímco načasování jevu může být stále překvapením, údaje GPS mají potenciál určit jeho přesnou polohu a směr sesuvu.

Tomáš Pokorný