Samsung опубликовала в научном журнале Nature Communications статью об искусственных мышцах

Совместная работа исследователей Samsung Electronics и университета Аджоу посвящена многофункциональному искусственному мышечному актуатору нового поколения

Компания Samsung Electronics  сообщает , что исследователь Samsung Research¹ доктор Бонсу Син (Bongsu Shin) выступил первым соавтором статьи «Приведение в действие компактных носимых устройств дополненной реальности с помощью многофункциональных искусственных мышц» во всемирно известном научном журнале Nature Communications.

Проект был осуществлен в партнерстве с командой специалистов в сфере механической инженерии корейского университета Аджу под руководством автора-корреспондента статьи, профессора Дже-Сон Коха (Je-Sung Koh). Вместе исследовательская группа разработала искусственный мышечный актуатор (устройство, управляющее движением мышц), который подходит для использования в очках дополненной реальности (AR) и перчатках с тактильной отдачей.

С ростом популярности метавселенной технологии актуаторов и датчиков стремительно развиваются, чтобы обеспечить большее погружение в виртуальные миры. Подобные компоненты, интегрированные в носимые устройства, должны быть компактными и легкими, поскольку зачастую пользователям VR и AR необходима мобильности. Обычные актуаторы имеют определенные ограничения для реализации более комплексных функций, поскольку при их проектировке было сложно сочетать тонкий форм-фактор и высокую плотность энергии.

Исследовательская группа Samsung Research и университета Анжу разработала искусственный мышечный актуатор, который решает проблемы и преодолевает ограничения традиционных, например, электромагнитных актуаторов. Искусственный мышечный привод может функционировать как малогабаритная, но мощная сенсорная система для применения в носимых устройствах. Исследователи использовали актуатор на основе сплава с памятью формы (SMA), или CASA. При небольшой массе (0,22 г) новое решение достаточно прочное, чтобы поднять груз, который в 800 раз превышает его по весу.

«Предложенный нами новый актуатор — легкий, компактный и в то же время мощный по соотношению силы к весу. Немаловажно, что мы преодолели ограничения традиционных приводов и создали потенциал для широкого применения данной технологии в разных сферах, от робототехники до носимых устройств, — отметил доктор Бонсу Син из Samsung Research. — Мы ожидаем, что результат наших исследований ляжет в основу аппаратных технологий нового поколения для более иммерсивной и интерактивной виртуальной/дополненной реальности».

Разработчики также продемонстрировали, как актуатор позволяет управлять глубиной изображения. Переключение глубины используется для уменьшения конфликта аккомодации и вергенции (VAC), от которого могут уставать глаза пользователей AR-очков. Для этого расстояние между дисплеем и оптической системой прототипа носимого устройства регулируется в зависимости от фокусного расстояния проецируемого объекта.

Для создания естественных и ярких ощущений с помощью тактильных устройств важны механотактильные выходы без вибрации. Чтобы воздействовать на большую площадь кожи необходимы актуаторы с высоким отношением силы к весу и способностью перемещаться. Объединение нескольких актуаторов на ограниченной площади прототипа тактильного устройства также позволяет добиться более выразительных тактильных ощущений. CASA-актуатор воздействует на объект с помощью давления и измеряет его уровень без датчика, посредством искусственной мышцы, электрическое сопротивление которой меняется в ответ на внешнее давление. Прототип тактильной перчатки с актуатором на основе сплава с памятью формы настолько тонок и чувствителен к давлению, может использоваться в телехаптике – технологии передачи прикосновений на расстоянии. При этом распознаются выражения, создаваемые тактильной системой, и преобразует их в электрические сигналы.

¹ Samsung Research, выступающая в качестве передового научно-исследовательского центра Samsung Electronics, отвечает за разработку будущих технологий для подразделения Device eXperience (DX).