Wenn du einen Ballon aufnimmst, ist der Druck, ihn festzuhalten, ein anderer als der, den du ausüben würdest, um ein Glas zu greifen. Und jetzt haben Ingenieure am MIT und anderswo eine Möglichkeit, solche Feinheiten der taktilen Geschicklichkeit präzise zu messen und abzubilden. Das Team hat einen neuen berührungsempfindlichen Handschuh entwickelt, der Druck und andere taktile Reize „fühlen“ kann. Die Innenseite des Handschuhs ist mit einem Sensorsystem versehen, das kleine Druckänderungen im Handschuh erkennt, misst und abbildet. Die einzelnen Sensoren sind hoch abgestimmt und können sehr schwache Schwingungen über die Haut aufnehmen, beispielsweise vom Puls einer Person.
Wenn die Probanden den Handschuh beim Aufnehmen eines Ballons gegenüber einem Becher trugen, erzeugten die Sensoren für jede Aufgabe spezifische Druckkarten. Das Halten eines Ballons erzeugte ein relativ gleichmäßiges Drucksignal über die gesamte Handfläche, während das Greifen eines Bechers einen stärkeren Druck auf die Fingerspitzen erzeugte.
Die Forscher sagen, dass der taktile Handschuh dazu beitragen könnte, die motorische Funktion und Koordination bei Menschen zu trainieren, die einen Schlaganfall oder eine andere Feinmotorik erlitten haben. Der Handschuh könnte auch angepasst werden, um virtuelle Realität und Spielerlebnisse zu verbessern. Das Team stellt sich vor, die Drucksensoren nicht nur in taktile Handschuhe, sondern auch in flexible Klebstoffe zu integrieren, um Puls, Blutdruck und andere Vitalparameter genauer zu verfolgen als Smartwatches und andere tragbare Monitore.
„Die Einfachheit und Zuverlässigkeit unserer Sensorstruktur ist vielversprechend für eine Vielzahl von Anwendungen im Gesundheitswesen, wie z. B. die Pulserkennung und die Wiederherstellung der sensorischen Fähigkeiten bei Patienten mit taktiler Dysfunktion“, sagt Nicholas Fang, Professor für Maschinenbau am MIT.
Wahrnehmung mit Schweiß
Die Drucksensoren des Handschuhs ähneln im Prinzip Sensoren, die die Luftfeuchtigkeit messen. Diese Sensoren, die in HLK-Systemen, Kühlschränken und Wetterstationen zu finden sind, sind als kleine Kondensatoren mit zwei Elektroden oder Metallplatten konzipiert, die ein gummiartiges „dielektrisches“ Material einschließen, das elektrische Ladungen zwischen den beiden Elektroden transportiert.