القاهرة : الأمير كمال فرج.

أصبح تعزيز التجربة الافتراضية بإحساس اللمس موضوعًا ساخنًا، لكن الأجهزة اللمسية اليوم تظل عادةً ضخمة ومتشابكة مع الأسلاك، ولكن فريق من الباحثين تمكن من ابتكار قفازات فائقة النحافة لتوفير تجربة لمس حية ومخصصة في العالم الافتراضي.

ذكر تقرير نشره موقع Tech Xplore أن "فريق بقيادة باحثين من جامعة مدينة هونغ كونغ (CityU) قام بتطوير قفازات لمسية لاسلكي متقدم ، تسمى WeTac ، يتم ارتداؤها على اليد ، وتتميز بميزات ناعمة وفائقة النحافة، وتجمع بيانات الإحساس باللمس الشخصية لتوفير لمسة حية تجربة في ميتافيرس".

يتمتع النظام ـ وفق نتائج البحث التي نشرت في مجلة Nature Machine Intelligence ـ بإمكانية تطبيقه في الألعاب والرياضة والتدريب على المهارات والأنشطة الاجتماعية وأجهزة التحكم الروبوتية عن بُعد. 

قال الدكتور يو إكسنج، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الطبية الحيوية (BME) في جامعة مدينة هونغ كونغ CityU، الذي قاد البحث إن " المراكز اللمسية التي صممناها تتميز بإمكانيات كبيرة، جنبًا إلى جنب مع المعلومات المرئية والسمعية ، في الواقع الافتراضي (VR) ، لذلك واصلنا محاولة جعل الواجهة اللمسية أرق وأنعم وأكثر إحكاما ولاسلكية ، بحيث يمكن استخدامها بحرية في اليد مثل الجلد الحقيقي".

طور فريق الدكتور يو بالتعاون مع البروفيسور لي وينجونج ، أستاذ كرسي في قسم الهندسة الميكانيكية (MNE) ، والدكتور وانج ليداي ، الأستاذ المشارك في قسم الهندسة الطبية الحيوية (BME) والمتعاونين الآخرين  WeTac، وهو نظام واقع افتراضي مرن لاسلكي متكامل للبشرة".

تتغلب القفازات على العيوب السابقة

النظام عبارة عن رقعة يد خفيفة الوزن، لاسلكية ، يمكن ارتداؤها بدلاً من القفازات الضخمة، وفيما تعتمد القفازات اللمسية الحالية في الغالب على المضخات الضخمة وقنوات الهواء، التي يتم تشغيلها والتحكم فيها من خلال مجموعة من الأسلاك والكابلات، مما يعيق بشدة التجربة الغامرة لمستخدمي الواقع الافتراضي والواقع المعزز (AR). يتغلب WeTac الذي تم تطويره حديثًا على هذه العيوب من خلال نظامه اللاسلكي الكهربي اللاسلكي الناعم، الرقيق للغاية ، والمدمج بالجلد.

يتألف النظام من جزأين: وحدة تشغيل لينة مصغرة، متصلة بالساعد كلوحة تحكم، وقطعة يد كهربائية تعتمد على الهيدروجيل كواجهة لمسية.

تزن وحدة المحرك بأكملها 19.2 جرامًا فقط وهي صغيرة (5 سم × 5 سم × 2.1 ملم) بما يكفي لتثبيتها على الذراع. ويستخدم النظام اتصال بلوتوث منخفض الطاقة (BLE) وبطارية ليثيوم أيون صغيرة قابلة لإعادة الشحنن ويبلغ سمك رقعة اليد 220 ميكرومتر إلى 1 مم فقط ، مع وجود أقطاب كهربائية على راحة اليد. وهو ما يُظهر مرونة كبيرة، ويضمن ردود فعل فعالة في مختلف الأوضاع والإيماءات.

يوفر النظام تجربة مخصصة

أوضح الدكتور يو أن "التحفيز الكهربائي هو طريقة جيدة لتوفير لمسة افتراضية فعالة للمستخدمين". "ومع ذلك، نظرًا لأن الأفراد لديهم حساسيات مختلفة، فقد يتم الشعور بنفس قوة ردود الفعل بشكل مختلف في أيدي المستخدمين المختلفين. لذلك نحتاج إلى تخصيص معلمات التعليقات وفقًا لذلك لتوفير أداة عالمية لجميع المستخدمين للتخلص من عنق الزجاجة الرئيسي الآخر في تقنية اللمس الحالية".

تتيح الميزة فائقة النعومة لـ WeTac إمكانية تعيين تيارات العتبة (الحد الأدنى من مقدار التنبيه الذي يكون مصحوبا بالاستجابة) بسهولة للمستخدمين الفرديين لتحديد المعلمات المحسّنة لكل جزء من اليد. استنادًا إلى بيانات العتبة الشخصية، يمكن توصيل ردود الفعل الكهربائية إلى أي جزء من اليد عند الطلب في نطاق شدة مناسب لتجنب التسبب في الألم أو الشعور بالضعف الشديد. وبهذه الطريقة، يمكن إعادة إنتاج المعلومات اللمسية الافتراضية، بما في ذلك التسلسلات المكانية والزمانية، بأمانة عبر اليد بأكملها.

تُلبس رقع WeTac على اليدين لتوفير أنماط ردود فعل مكانية وزمانية قابلة للبرمجة، مع 32 بكسل تحفيزًا إلكترونياً على راحة اليد بدلاً من أطراف الأصابع فقط. يبلغ متوسط المسافة من المركز إلى المركز بين الأقطاب حوالي 13 مم، مما يوفر تغطية واسعة على اليد بأكملها.

يحتوي الجهاز على العديد من تدابير السلامة المضمنة لحماية المستخدمين من الصدمات الكهربائية ، ويتم الحفاظ على درجة حرارة الجهاز في نطاق منخفض نسبيًا من 27 إلى 35.5 درجة مئوية لتجنب التسبب في أي إزعاج حراري أثناء التشغيل المستمر.

مجموعة واسعة من التطبيقات المحتملة

تم دمج رقع WeTac بنجاح في سيناريوهات الواقع الافتراضي والواقع المعزز، ومزامنته مع الأيدي الروبوتية من خلال اتصال بلوتوث منخفض الطاقة BLE. بفضل الحجم المصغر، والتنسيق اللاسلكي القابل للارتداء، وإستراتيجية التغذية الراجعة الموجهة نحو الحساسية ، وهو ما جعل WeTac الملاحظات اللمسية في اليد أسهل بكثير وسهلة الاستخدام.

ويمكن للمستخدمين أن يشعروا بأشياء افتراضية في سيناريوهات مختلفة، مثل الإمساك بكرة التنس في التدريب الرياضي، أو لمس صبار، أو الشعور بتفاعل اليد في الأنشطة الاجتماعية ، والألعاب الافتراضية، وما إلى ذلك.

قال الدكتور يو: "نعتقد أن هذه أداة قوية لتوفير اللمس الافتراضي، وهي مصدر إلهام لتطوير واجهة ميتافيرس، وواجهة الإنسان والآلة (HMI) وهي واجهة مستخدم أو لوحة معلومات تربط الشخص بجهاز أو نظام أو جهاز، وغيرها من المجالات".