blog

May 29, 2023

O toque informado dos tecidos inteligentes pode dizer aonde ir

Os dispositivos pessoais alimentam a nossa visão e audição com fluxos de informação virtualmente ilimitados, ao mesmo tempo que deixam o nosso sentido do tato praticamente… intocado. Um dispositivo vestível baseado em tecido desenvolvido por Rice

Os dispositivos pessoais alimentam a nossa visão e audição com fluxos de informação virtualmente ilimitados, ao mesmo tempo que deixam o nosso sentido do tato praticamente… intocado.

Um dispositivo vestível baseado em têxteis desenvolvido por engenheiros da Universidade Rice poderia ajudar a organizar, melhorar – e, no caso de deficiências – compensar deficiências em informações visuais e auditivas, aproveitando este recurso sensorial subutilizado.

“A tecnologia tem sido lenta em cooptar a sensação ao toque ou a comunicação baseada no sentido do tato”, disse Barclay Jumet, estudante de doutorado em engenharia mecânica e autor principal de um estudo publicado na Device. “Das tecnologias que incorporaram a sensação ao toque, os dispositivos vestíveis muitas vezes ainda exigem hardware externo volumoso para fornecer sinais complexos, limitando seu uso nas atividades diárias.”

O sistema de acessórios hápticos construído pelos laboratórios Rice de Daniel Preston e Marcia O'Malley reduz a necessidade de hardware ao programar sinais hápticos na estrutura têxtil dos wearables usando controle fluídico, com base em uma abordagem descrita em trabalhos anteriores.

“Com um sistema de controle tradicional usando tensão e corrente, normalmente seriam necessárias muitas entradas eletrônicas para obter sinais táteis complexos”, disse Preston, professor assistente de engenharia mecânica na Rice, cujo laboratório explora a interseção de energia, materiais e fluidos. “Neste dispositivo, transferimos grande parte dessa complexidade para o controlador fluídico e exigimos apenas um número muito limitado de entradas eletrônicas para fornecer estimulação tátil sofisticada.”

Compostos por um cinto e mangas têxteis, os wearables dependem de sinais fluídicos – como pressões e taxas de fluxo – para controlar a entrega de sinais táteis complexos, incluindo sensações como vibração, batidas e apertos. Um tanque pequeno e leve de dióxido de carbono afixado à correia alimenta circuitos herméticos incorporados nos tecidos seláveis ​​a quente, fazendo com que bolsas do tamanho de um quarto – até seis em cada manga – inflem com força e frequência variadas.

Em um experimento que demonstrou a utilidade do dispositivo para navegação no mundo real, essas dicas serviram como instruções para orientar o usuário em uma rota de quilômetros de extensão pelas ruas de Houston. Em outro experimento, um usuário delineou peças invisíveis de Tetris em um campo, seguindo as instruções transmitidas a elas através dos tecidos hápticos.

“O cinto incorpora uma versão simplificada do sistema de controle eletrônico que de outra forma poderia ser necessária”, disse Jumet. “Neste caso, tínhamos doze bolsas em duas mangas infladas progressivamente para indicar uma das quatro direções: para frente, para trás, para a esquerda ou para a direita. Portanto, em vez de exigir doze entradas eletrônicas, incorporamos essa complexidade na capa e podemos usar apenas quatro entradas — uma redução de dois terços.

“No futuro, esta tecnologia poderá ser diretamente integrada com sistemas de navegação, para que os próprios têxteis que compõem as roupas possam dizer aos utilizadores que caminho seguir sem sobrecarregar os seus já sobrecarregados sentidos visuais e auditivos - por exemplo, ao necessitarem de consultar um mapa ou ouça um assistente virtual.”

Além disso, o dispositivo têxtil vestível poderia incorporar outros mecanismos de detecção e controle para permitir que usuários com visão ou audição limitada detectem obstáculos e naveguem em ambientes dinâmicos em tempo real.

“Dispositivos como este podem, por exemplo, ser úteis para pessoas que sofrem de perda auditiva”, disse O'Malley, presidente do Departamento de Engenharia Mecânica e Professor da Família Thomas Michael Panos em Engenharia Mecânica, Engenharia Elétrica e de Computação, Bioengenharia e Computação. Ciência em Rice.

Os implantes cocleares podem restaurar a percepção da fala em pessoas com perda auditiva severa, mas a literatura mostra que esses indivíduos ainda têm dificuldade para compreender a fala em ambientes ruidosos e podem ter dificuldade em localizar as fontes dos sons. O feedback tátil tem o potencial de melhorar o desempenho do implante coclear ou facilitar a leitura labial para os pacientes.