تقنية ردود الفعل اللمسية الجديدة تُضفي لمسة واقعية على الأجهزة القابلة للارتداء والواقع الافتراضي

من السهل أن نعتبر الطنين الخفيف لساعتك الذكية عند انطلاق مؤقت الماء المغلي أمرًا مسلمًا به. لقد ساعدت ردود الفعل اللمسية البسيطة كهذه البشر والآلات على التواصل بكفاءة أكبر على مدار نصف القرن الماضي. والآن، قد تكون التطورات الحديثة في فهم ردود الفعل اللمسية مفتاحًا لجعل تفاعلات الحاسوب أكثر إرضاءً، ودفع تقنيات مثل الواقع المعزز والواقع الافتراضي إلى آفاق جديدة. إليك ما تحتاج إلى معرفته.

تطور تقنية اللمس

تشير تقنية اللمس إلى تغذية راجعة حاسوبية مساعدة تُقدم بناءً على الأفعال. ظهرت أولى أنظمة التغذية الراجعة اللمسية هذه خلال الحرب العالمية الثانية. في ذلك الوقت، رأى مهندسو الطيران أنه من الحكمة تركيب تغذية راجعة على أنظمة الطائرات الكبيرة. أتاحت هذه التغذية الراجعة للطيارين تقييم سلوك الطائرة بشكل أفضل.

في ستينيات القرن الماضي، اتسع نطاق هذه التقنية ليشمل تطبيقات عسكرية أخرى قبل أن تغزو القطاع التجاري. وعلى مدى العقدين التاليين، اتسع نطاقها ليشمل صناعات متنوعة.

من الجدير بالذكر أن بعض أقدم تفاعلات الجمهور مع أنظمة اللمس جاءت من ألعاب الفيديو. كانت هذه الأنظمة تُحرك المقعد أو عجلة القيادة لتمثيل التضاريس الوعرة أو اصطدام السيارة بلاعب آخر.

التطبيقات الطبية المبكرة

في الوقت نفسه، استُخدمت أنظمة التغذية الراجعة اللمسية في التطبيقات الطبية. وقد ساهم تطبيقها الأول في مساعدة من يعانون من ضعف البصر أو مشاكل في السمع. وساعدت هذه الأنظمة في عملية الشفاء، وفي كثير من الحالات، حسّنت جودة حياة المرضى الذين يعانون من أمراض مزمنة.

خلال تسعينيات القرن الماضي وأوائل الألفية الثانية، تحولت ردود الفعل اللمسية من أمر نادر إلى أمرٍ يتوقعه الكثير من المستهلكين من تجربة الألعاب. تستخدم عناصر مثل الإشعارات الصامتة على الهواتف المحمولة وخيارات الألعاب مثل سترة Aura Interactor ردود فعل لمسية بسيطة لتحسين تجربة المستخدم وتوفير مستوى إضافي من التواصل الحسي.

وضع الأساس للمس الافتراضي

ومن المثير للاهتمام، أنه حتى في ذلك الوقت، رأى بعض المهندسين ذوي الرؤية الثاقبة أن ردود الفعل اللمسية هي مفتاح خلق عالم افتراضي سلس. وهناك أدلة على هذه الجهود، مثل فانتوم آلية واجهة اللمس الشخصية. سمح جهاز PHANToM للمستخدمين بالشعور بتجربة الواقع الافتراضي عبر واجهة تشبه الإصبعية، تُطبّق ضغطًا معاكسًا عند لمس العناصر الافتراضية.

التغذية الراجعة الكهروميكانيكية: أساس اللمس الحديث

تعتمد معظم أنظمة التغذية الراجعة اللمسية على شكل من أشكال القوة الكهروميكانيكية، عادةً على شكل اهتزازات. ولا تزال هذه التغذية الراجعة الحركية هي النوع الأكثر شيوعًا من التغذية الراجعة اللمسية المستخدمة اليوم. يمكنك العثور على هذه الأنظمة في أدواتك اليومية، مثل هاتفك الذكي أو ساعتك.

المصدر – هاكاداي

تتوفر أنظمة اللمس الكهروميكانيكية بأشكال متعددة، ولكن الطريقة الأكثر شيوعًا هي استخدام مُشغِّل يُطبِّق قوة دورانية صغيرة على وزن. يُصدر هذا الإجراء الطنين المألوف الذي تجده في ساعتك الذكية.

الإصدارات الأكثر تطورًا من هذا النظام، كتلك الموجودة في وحدات تحكم ألعاب الفيديو الحالية، توفر ميزات مثل الصدمة المزدوجة. يوفر هذا الخيار مستويات متعددة من القوة حسب سيناريو اللعبة.

صعود اللمس المتعدد الحواس

يتزايد استخدام أجهزة اللمس متعددة الحواس. تستخدم هذه الأنظمة أحاسيس لمسية أخرى لتوفير تغذية راجعة حسية وقدرات تواصل أكبر. تشمل أساليب التشغيل الناشئة هذه الاهتزازات متعددة المستويات، وضغط الجلد أو تمدده، والضغط، وتغيرات درجة الحرارة.

يتيح استخدام نظام لمس متعدد الاستشعار للمهندسين توصيل معلومات أكثر تعقيدًا عبر قنوات متعددة. ويرى العديد من المحللين أن هذه الأنظمة تُمثل مستقبل التكنولوجيا. فهي توفر ردود فعل جلدية وإحساسات لمس واقعية تُحسّن تجربة الألعاب، والواقع الافتراضي، والواقع المعزز، والتفاعل مع الحاسوب. إليك بعضًا من أفضل خيارات ردود الفعل اللمسية المتاحة حاليًا.

التشغيل البوليمري

تدمج المحركات البوليمرية بوليمرات ذكية لتوفير التحفيز للمستخدم. تتميز هذه المواد بتغير شكلها أو ملمسها عند تعرضها لمحفزات معينة، مثل التيار الكهربائي أو القوة. تتميز هذه الأنظمة بخفة وزنها الفائقة وعدم الحاجة إلى أي مكونات كهربائية إضافية لتشغيلها. ويمكنها الوخز والقرص والنقر، بالإضافة إلى أشكال أخرى من اللمس مع المستخدمين.

التشغيل السائل

تعتمد أجهزة التغذية اللمسية ذات التشغيل السائل على الهواء أو السائل المضغوط لتزويد مكونات التغذية اللمسية بالطاقة. يمكن تشغيل هذه الأنظمة في أماكن قد تتعرض فيها الأجهزة الإلكترونية للتغيير، مثل تحت الماء أو في مناطق ذات تداخل مغناطيسي مرتفع. يسمح تصميمها الفريد للمشغلات السائلة بتوليد استجابات لمسية ديناميكية متعددة المستويات.

التشغيل الحراري

من أساليب اللمس الشائعة الأخرى التي واصل المهندسون استكشافها، التشغيل الحراري. تُسخّن هذه الأنظمة أو تُخفّض درجة حرارتها لإشعار الشخص بمهمة أو سيناريو مُعيّن. تُوفّر هذه الأنظمة طريقة تواصل صامتة ومُبسّطة لا تتطلّب الكثير من الأجزاء المتحركة.

عوائق أمام اعتماد اللمس على نطاق واسع

تتزايد خيارات مطوري اللمس باستمرار بفضل التطورات التكنولوجية. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات عديدة يجب التغلب عليها لتحقيق انتشار واسع النطاق. أولًا، تختلف بشرة كل شخص، ويختلف تفسيره لما يشعر به. لذا، ما قد يبدو إشعارًا بديهيًا لشخص ما قد لا يبدو شيئًا لآخر.

تقلب

يدور جزء كبير من هذه المشكلة حول تباين جسم وبشرة كل شخص. هناك عدة عوامل، تتراوح بين صحة الشخص وعمره ومرونة بشرته ورطوبتها، وحتى شعر الجسم، يمكن أن تؤثر على أداء هذه الأجهزة. كما أن عوامل مثل مكان ارتداء الجهاز وكيفية تثبيته يمكن أن تؤثر على قدرته على التواصل مع مرتديه بفعالية. يُعدّ التباين شاغلاً رئيسياً لمطوري أنظمة اللمس. وتُعدّ التفاصيل الرئيسية، مثل الرطوبة وحتى تباعد المستقبلات العصبية، معلومات حيوية يستخدمها المطورون لضمان عمل أجهزتهم.

إخفاء اللمس

يشير مصطلح "الإخفاء اللمسي" إلى فقدان أحد أحاسيس التغذية الراجعة اللمسية نتيجةً لتأثير الإلغاء. لا يشعر أحدٌ بنفس الشعور، ومع ابتكار المهندسين لأساليب تواصل لمسية أكثر تعقيدًا، من الضروري ضمان ألا يُلغي أحد اللمسات إحساس الآخر.

على سبيل المثال، قد يكون لديك جهاز يهتز ويسخن في ظروف معينة. قد لا يشعر بعض المستخدمين بالاهتزاز بسبب الحرارة، أو العكس. يجب التغلب على هذه التحديات لجعل التواصل باللمس مثاليًا.

داخل مراجعة جامعة رايس: تقنيات اللمس من الجيل التالي

تعاون باحثون من جامعة رايس ومؤسسات مرموقة أخرى للتعمق في ابتكار أجهزة لمسية تحاكي اللمسة البشرية بدقة غير مسبوقة. وجاء في مراجعتهم:الأجهزة اللمسية متعددة الحواس القابلة للارتداء"إن الدراسة التي نُشرت في مجلة Nature Reviews Bioengineering، تفتح الباب أمام واجهات ردود الفعل اللمسية الأكثر تقدمًا في المستقبل.

تبدأ الورقة البحثية بتحليل شامل لحالة صناعة الأجهزة القابلة للارتداء وتقنياتها. ومن أوائل اكتشافات الباحثين ظهور المزيد من الأنظمة القائمة على تقنية اللمس متعددة الحواس.

ستساعد هذه الخيارات على تحسين التفاعلات بين الإنسان والكمبيوتر من خلال سد الفجوة بين الأحاسيس اللمسية الرقمية والواقعية والسماح للآلات والبشر بالتواصل غير اللفظي أو البصري.

الأجهزة القابلة للارتداء

يركز جزء كبير من المراجعة على أهمية الأجهزة اللمسية في الأجهزة القابلة للارتداء. ووجد الفريق أن الأجهزة القابلة للارتداء ستشهد أسرع دمج لأنظمة ردود الفعل اللمسية. وخلصوا إلى أن عوامل رئيسية، مثل سهولة الارتداء والراحة، ستلعب دورًا لا يقل أهمية عن القدرات في التبني واسع النطاق.

أشارت الورقة البحثية إلى أن مصممي الأجهزة القابلة للارتداء يحتاجون إلى قضاء وقت طويل في التفكير في أفضل مواقع تركيب أجهزتهم. تلعب هذه العوامل دورًا في سهولة الارتداء بفضل الراحة والأداء، حيث أن بعض المناطق أكثر استجابةً لإحساس اللمس من مناطق أخرى.

مشاكل مع الأجهزة القابلة للارتداء ذات ردود الفعل اللمسية

من بين المشكلات الحالية التي يواجهها مستخدمو الأجهزة عند مناقشة ترقية أنظمة ردود الفعل اللمسية، أنظمة التركيب، والحجم، والوزن، وقدرات المُشغِّل. كلما صغر حجم الجهاز القابل للارتداء، صغر حجم المُشغِّلات والبطاريات والمكونات الأخرى. في المستقبل، سيكون من الضروري تقليص حجم ووزن هذه الأنظمة.

أهم النقاط المستفادة من مراجعة Haptic

تُسلّط المراجعة الضوء على أن تحسين أنظمة اللمس قد يتطلب فهمًا أعمق لكيفية تفسير الدماغ البشري للمس، وليس مجرد تصغير حجم المكونات. يجب أن يُركّز جزء كبير من تطوير ردود الفعل اللمسية على فهم كيفية إدراك الدماغ البشري للمس. ستساعد هذه البيانات مطوري المستقبل على ابتكار أجهزة أصغر وأكثر دقة، تُقدّم أداءً عاليًا مع الحد الأدنى من استهلاك الطاقة.

لماذا هذا مهم: فوائد اللمس المتقدم

تُقدّم هذه المراجعة فوائد عديدة للسوق. فهي تُساعد المهندسين والمستهلكين على إدراك أهمية هذه التقنية وكيف تُواصل تغيير ملامح الأسواق. كما تُساعد هذه المراجعة المجتمع على فهم النقاط الأساسية التي يجب مراعاتها عند إنشاء أنظمة لمسية متعددة الحواس متطورة في المستقبل.

التطبيقات الواقعية والجدول الزمني:

هناك العديد من التطبيقات التي تُحسّن واجهات التفاعل بين الإنسان والآلة والتي تُتيحها أنظمة اللمس. يُمكن لهذه الأنظمة أن تُسهّل وتزيد من أمان الموظفين في وظائفهم. تخيّل صوت إنذار السلامة على هاتفك عند دخولك منطقة ذات هواء منخفض أو منطقة مُقيّدة. إليك بعض التطبيقات الأخرى لأنظمة اللمس المُستقبلية.

الأجهزة القابلة للارتداء

الساعات الذكية والأجهزة القابلة للارتداء الأخرى هي التطبيقات البديهية لهذه التقنية. يمكن إعداد هذه الأجهزة لأداء أي مهمة تقريبًا، وقد تُسهم إمكانية إرسال إشعار صامت للمستخدم في إنقاذ الأرواح وتجنب تفويت التنبيهات. على سبيل المثال، تخيّل أن نظام الملاحة لديك يُصدر صوت تنبيه لساعتك الذكية عند المنعطف التالي.

ملحقات الكمبيوتر

باعتباره قطاع الترفيه الأسرع نموًا، يتوقع مطورو الأجهزة اللمسية أرباحًا بالمليارات. وقد أصبحت أجهزة الألعاب بالفعل إحدى أهم وسائل تفاعل الناس مع الأجهزة اللمسية. في المستقبل، ستصبح هذه الأجهزة أكثر تعقيدًا وستكتسب القدرة على تقديم تغذية راجعة متعمقة للبيئات الافتراضية، مما يرتقي بتجربة الألعاب إلى مستوى جديد.

وسائط غامرة

يمكن استخدام نفس النوع من الأنظمة لجعل الوسائط أكثر غامرة. لعقود، وُجدت أنظمة ردود فعل لمسية، مثل الكراسي التي تتحرك مع الحركة أو الماء الذي يتشكل ضباب خلال مشاهد معينة. الآن، قد تجد هذه التقنية نفسها طريقها إلى منزلك.

الرعاية الصحية

هناك قائمة طويلة من التطبيقات الطبية لهذه التقنية. بدءًا من ابتكار أطراف اصطناعية تُمكّن مرتديها من الشعور، وصولًا إلى أجهزة مراقبة نبضات القلب التي تُنبه مرتديها بالخطر المُحتمل قبل وقوعه، تُعدّ أنظمة اللمس حيوية في المجال الطبي.

وقد صرّح المهندسون بالفعل بأن هذه التقنية قد تكون حاسمة في تطوير التفاعلات الروبوتية الطبية. ستسمح هذه الأنظمة للجراحين بإجراء عمليات جراحية باستخدام روبوتات من جميع أنحاء العالم، بل وأكثر من ذلك بكثير. في الوقت الحالي، ستواصل أنظمة اللمس مساعدة من يعانون من مشاكل في السمع والبصر على تحسين حياتهم.

الروبوتات

تستطيع أنظمة الروبوتات استخدام ردود الفعل اللمسية لتمكين المتحكمين من استشعار ما تواجهه وحدتهم. ستتيح هذه الأنظمة للمهندسين توفير تجربة شاملة وسلسة للطيار. ستتيح هذه ردود الفعل للطيار إجراء قياسات دقيقة وتنفيذ مهام دقيقة.

الجدول الزمني للتغذية الراجعة اللمسية

هذه التقنية متاحةٌ بالفعل. من المتوقع أن نرى أنظمة ردود فعل لمسية متطورة متعددة المستشعرات مدمجةً في الأجهزة خلال السنوات الثلاث إلى الخمس القادمة. ومن المؤكد أن البيانات الواردة في هذه المراجعة ستساعد في تسريع هذه العملية وضمان قدرة أجهزة المستقبل على توفير اتصالات فعّالة.

باحثون في مجال ردود الفعل اللمسية

استضافت جامعة رايس مراجعة ردود الفعل اللمسية. أشرف على إعداد الورقة البحثية جوشوا ج. فليك، وحظي بدعم فريق من المهندسين والباحثين، منهم زين أ. زوك، وجانيل ب. كلارك، ودارين ج. ليبومي، ومارسيا ك. أومالي، وكلاوديو باتشيروتي، ودانيال ج. بريستون.

سيركز الفريق الآن على تحسين اكتشافاته. ويرغبون في تزويد القطاع بتفاصيل حول كيفية تحسين زمن الاستجابة، والمتانة، وكفاءة الطاقة. وستساهم هذه الإجراءات في تعزيز تبني الحلول والابتكار.

في دائرة الضوء على الصناعة: Meta Platforms Inc.

هناك العديد من الشركات التي انضمت إلى حلبة الواقع الافتراضي والواقع المعزز. وتتفاوت مستويات مشاركة هذه الشركات، فبعضها يوفر الأجهزة، بينما ينشئ بعضها الآخر عوالم افتراضية مثل ميتافيرس.

يوفر هؤلاء المشاركون في السوق معًا الأدوات اللازمة لتمكين الشخص العادي من التعمق في العالم الافتراضي. إليكم شركة تقود الجهود نحو اعتماد تقنيات الواقع الافتراضي والواقع المعزز على نطاق واسع.

شركة Meta Platforms Inc.

شركة ميتا بلاتفورمز (META -2.65٪) دخلت الشركة السوق عام ٢٠٠٤ تحت اسم فيسبوك. وسرعان ما ذاع صيتها كشركة التواصل الاجتماعي الرائدة عالميًا. وبحلول عام ٢٠١٢، أصبحت الشركة شركة عامة، وبلغت قيمتها مليارات الدولارات.

تواصل ميتا بلاتفورمز توسيع عملياتها، مستخدمةً أساليب متنوعة، بما في ذلك عمليات استحواذ رفيعة المستوى على منافسين مثل إنستغرام وواتساب. في عام ٢٠٢١، أعادت فيسبوك تسمية علامتها التجارية إلى ميتا بلاتفورمز في إطار توجهها نحو عروضها في العالم الافتراضي. واليوم، تُعدّ من أشهر مزودي البنية التحتية لعالم الميتافيرس في العالم.

بعد بضع سنوات فقط، أعلنت شركة META أنها ستنتقل مجددًا من مشروعها "ميتافيرس" إلى أنظمة الذكاء الاصطناعي وإنشاء النماذج. تُبرز هذه الخطوة جهود الشركة الابتكارية المتواصلة وهدفها في البقاء على رأس قائمة التقنيات المتطورة، مثل ردود الفعل اللمسية والواقع الافتراضي.

أحدث الأخبار عن Meta Platforms Inc.

جيل جديد من ردود الفعل اللمسية

إن التفاصيل الحاسمة التي تم العثور عليها في هذه المراجعة تفتح الباب أمام المزيد من الواقع الافتراضي الغامر، والجراحة المتقدمة بمساعدة الروبوت، والأطراف الصناعية مع ردود الفعل اللمسية، والروبوتات التي يتم التحكم فيها عن بعد، وأكثر من ذلك بكثير.

يُذكر أن هذه المراجعة تُبيّن أن العنصر البشري في ردود الفعل اللمسية لا يقل أهمية عن الأجهزة المُستخدمة. ولحسن الحظ، ستساعد هذه المراجعة في إعداد مهندسي المستقبل الذين يسعون إلى ابتكار واجهات حاسوبية من الجيل التالي وغيرها.

استكشف المزيد من مشاريع الواقع المعزز والافتراضي المتطورة الآن.

الدراسات المشار إليها:

^{1. فليك، جيه جيه، زوك، زا، كلارك، جيه بي وآخرون. أجهزة لمسية متعددة الحواس يمكن ارتداؤها. القس الوطني بيونج (2025). https://doi.org/10.1038/s44222-025-00274-w}