かわいいウェアラブルは間もなく消費者製品とのやり取りを変えるかもしれない

チューリッヒ出身の革新的なエンジニアチームは最近、新しいハプティック感覚システムを発表しました。このシステムは、人々が電子機器と通信する方法を変革する可能性があります。何年にもわたって、電子機器は単一または二段階のアクチュエーターに基づくハプティックシステムに依存してきました。サイレントモードが有効になっている電話の振動を思い出してください。CUTEウェアラブルは、これらの機能を拡張し、電子機器があなたの皮膚を通信媒体として利用できるようにすることを計画しています。

ウェアラブル、ゲーム、およびその他の電子機器は、特定の条件を通知するためにハプティックフィードバックを利用しています。電子機器でのハプティックフィードバックを提供する最も一般的な方法は、アクチュエーターを使用することです。これらの小型モーターは、必要に応じて振動を提供するためにオンまたはオフに切り替えることができます。

このアプローチは、通知するには効果的ですが、皮膚があなたの体の中で最大の器官であり、多数の感覚受容体を備えているという事実を最大限に活用していません。皮膚は、軽いタップとピンチの違いを区別できるため、その感覚的能力は、電話が着信時に作る単純な振動をはるかに超えています。見逃された機会を認識して、エンジニアたちは複数のタイプの相互作用が可能なハプティックセンサーを作成することにしました。

CUTEウェアラブルの研究

「Cutaneous Electrohydraulic (CUTE) Wearable Devices for Pleasant Broad-Bandwidth Haptic Cues」¹の研究は、この月にAdvanced Scienceに掲載されました。この研究は、ハイドロリックアンプリファイドセルフヒーリングエレクトロスタティック(HASEL)人工筋を使用して、より能力のあるハプティックデバイスを作成するという概念について詳細に説明しています。

CUTEウェアラブルは、今日の電子機器で見られる烦々しい振動以外のものを提供できます。この研究では、システムアーキテクチャと、挟む、タッピング、擦るなど、複数の触覚感覚を提供する新しいウェアラブルを示しています。

Source – Advanced Science

電気的に駆動されるセンサーは、従来のブザーよりも快適であると判断された、広範な選択肢の感覚を通信できます。例えば、ソーシャルメディアで誰かをピンチして、彼らが現実の世界でそれを感じることを想像してみましょう。さらに、概念を拡大して、愛する人と地球の反対側で心拍数を共有することを想像してみましょう。

ソフトアクチュエーター

現実的でリアルなタッチ感覚を作成するために、エンジニアたちはソフトエレクトロハイドロリックジッピングアクチュエーターを使用しました。これらのデバイスは、液体誘電体充填の熱可塑性シェルを使用し、柔軟性を維持します。シェルの両側に電極があり、電流が流れると、表面が変形し、デバイスの中央に向かって動きます。特に、チームは2.44 mmのアクチュエーションストロークを達成しました。

注目すべきは、CUTEウェアラブルがアクチュエーターポーチのスタックを使用して、アクチュエーションパワーと機能を向上させていることです。小型のアクチュエーターはエネルギー効率が高く、デバイスが幅広い要件に合わせてハプティックフィードバックをカスタマイズできるようにします。

CUTEウェアラブルのテスト

エンジニアたちは、さまざまな指標でCUTEウェアラブルデバイスをテストしました。チームは、14人の無関係な参加者を集めて、各ハプティック感覚の認識可能性をテストしました。グループは、7人の女性と7人の男性で構成され、年齢は22歳から52歳でした。

各参加者は快適な椅子に座らされ、非支配的な手はアームレストに置かれ、スクリーン、ワイヤレスマウス、ノイズキャンセリングヘッドフォンが外部の干渉を遮断するために使用されました。エンジニアたちは次に、ハプティックフィードバックを使用して通信を開始しました。

各キューよりも後に、参加者はどの電圧パターンがハプティックフィードバックに最もよく一致するかを判断するように求められました。合計6つのハプティックフィードバックキューシリーズが使用され、周波数は0〜200 Hzの範囲でした。各キューシリーズは約6秒間続きました。

キューシリーズを聞いた後、参加者は感情チャートでそれがどのように感じられたかを選択するように求められました。このテストの部分は、エンジニアたちがCUTEウェアラブルが快適な体験を提供することを判断するのに役立ちました。注目すべきは、評価されたハプティックフィードバックの中で、ただ1つが従来のもので、つまりあなたの携帯電話で見られるものだけが、煩わしいと判断されたということです。

CUTEウェアラブルのテスト結果

テスト結果は印象的でした。エンジニアたちは、97.9%の参加者がわずかな努力で6つのキューシリーズすべてを正確に判断できることがわかりました。注目すべきは、6人の参加者が完全なスコアを達成し、つまりデバイスを使用して、リラックスから興奮までさまざまな感覚を伝えることができたということです。印象的に、デバイスは+8.0 mmの距離で2.3 Nを超える力を生成することができました。

CUTEウェアラブルの利点

より複雑で能力のあるハプティックシステムは、ゲームチェンジャーとなる可能性のある多くの利点があります。振動やセンサーからの感覚で誰が電話をかけてきたかを判断できることを想像してみましょう。多様な触覚感覚を提供する能力により、エンジニアたちはより没入感のあるアプリケーションを作成できます。

コンパクト

この研究が重要である理由の1つは、今日のハプティックシステムが重いアクチュエーターに依存していることです。これにより、ハプティックフィードバックが可能な電子機器のサイズが制限され、重量が増加します。CUTEウェアラブルのアーキテクチャは、この問題を解決するために、カスタマイズされたコンパクトなフィードバックセンサーを作成します。

快適

快適性は、多くのウェアラブルエンジニアが忘れがちなものの1つです。誰もが1日中不快に感じることはありません。CUTEウェアラブルは、人間の皮膚に似たデザインと材料を使用しています。また、長時間使用しても熱くなりません。したがって、これらは長時間使用するウェアラブルや、軽量なオプションが最適な他のアプリケーションに適しています。

サイレント

CUTEウェアラブルのもう1つの大きな利点は、サイレントであるということです。携帯電話はサイレントモードになっているかもしれませんが、誰でもその振動を聞くことができます。また、誰が電話をかけてきたのかを確認するために、それをポケットから取り出す必要があります。CUTEウェアラブルは、各呼び出しに対して特別なハプティックフィードバックを作成できるため、この謎を解決し、必要に応じて追加の謹慎さを提供します。

安全

安全性は、CUTEウェアラブルのユーザーと開発者の主な懸念事項です。これらのデバイスには、ユーザーが感電、火災、その他の潜在的なリスクについて心配する必要がないように、設計要素と保護が多数組み込まれています。例えば、CUTEウェアラブルには、危険を防ぐためにエラストマーメンブレーンとアクチュエーターエンカプセュレーションが組み込まれています。また、デバイスは低抵抗電極のみを使用し、ショックリスクをさらに低減します。

エネルギー効率

CUTEウェアラブルテクノロジーの最大の利点の1つは、エネルギー効率です。テストされたユニットは、長時間の位置を保持するためにわずか3.0 mWしか必要としません。この低エネルギー消費により、プロジェクトでより多くのアクチュエーターを使用できます。また、CUTEウェアラブルはバッテリー寿命が長いため、近々市場に登場する次世代のウェアラブルに適しています。

CUTEウェアラブルのアプリケーション

軽量のウェアラブルシステムを動かして、より触覚的なレスポンスと通信を提供すること以外に、このテクノロジーを使用して強化できる他のアプリケーションもあります。例えば、このテクノロジーは、リアリティを高めるためにVRとARシステムに統合できます。

また、運転手や視覚障害者の非視覚的な指示を提供する手段としても機能できます。スマートウェアラブルが右腕をタップして右に進むことを示したり、腕を挟んで必要な出口に近づいていることを知らせたりすることを想像してみましょう。

安全システム

別のユースケースシナリオは、触覚フィードバックを含む安全警報システムの作成です。これらのシステムは、複雑な指標を監視する必要がある忙しいおよび騒々しい環境に最適です。将来、腕をピンチするだけで、安全検査官はバルブを閉じる必要があることを知ることができます。

CUTEウェアラブルの研究者

CUTEウェアラブルの研究は、Max Planck Institute for Intelligent Systemsで行われました。具体的には、Haptic Intelligence Departmentがデバイスを機能させるために責任を負い、Katherine J. KuchenbeckerおよびRobotic Materials Departmentの支援を受けました。現在、チームは創造を拡大し、達成できる他のユースケースシナリオを探っています。

CUTEウェアラブルテクノロジーを導入して繁栄する可能性のある企業

この研究の詳細から利益を得る可能性のある企業は数多くあります。スマートウォッチや携帯電話のメーカーから、スマートカー、衣類工場まで、多数のユースケースがあります。このテクノロジーからすぐに利益を得る可能性のある企業の1つは以下のとおりです。

ガーミン

ガーミン (GRMN ) は、1989年にナビゲーションシステムプロバイダーとして市場に参入しました。もともとProNAVと呼ばれていたこの会社の創設者、Gary BurrellとMin Kaoは、航空機と海洋活動に焦点を当てて始めました。10年後、技術は進化し、一般の運転手のために作られた携帯型デバイスで使用可能になりました。

ガーミンは、先進的なGPSプロバイダーであり、業界で最も知られた名前の1つです。ウェアラブル、フィットネストラッカー、犬のトラッカーなど、提供を拡大しました。CUTEウェアラブルのハプティックフィードバックシステムの統合により、より能力のあるユーザーフレンドリーなデバイスの扉が開かれる可能性があります。

注目すべきは、ガーミンが立ち上げ以来、数多くの大型買収を行ってきたことです。各買収により、ウェアラブルの能力が強化されました。結果として、現在は世界で3位のスマートウォッチメーカーとなっています。したがって、アナリストは、ウェアラブル市場が拡大するにつれて、会社の成長が継続することを予測しています。

CUTEウェアラブル – 新しいコミュニケーションの方法

CUTEウェアラブルの概念は、数十年間ほとんど変化がないシステムの重要なアップグレードです。ページャーは、今日の最も先進的なスマートフォンと同様の振動機能を持っていました。この革新的な研究チームの功績により、あなたの電子機器は、ただ触れるだけで、慎重に、複雑に、そして容易に認識できるコミュニケーションをあなたに送信できるようになるかもしれません。

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研究参考:

^{1. Sanchez-Tamayo, N., Yoder, Z., Rothemund, P., Ballardini, G., Keplinger, C., & Kuchenbecker, K. J. (2024). Cutaneous electrohydraulic (CUTE) wearable devices for pleasant broad-bandwidth haptic cues. Advanced Science, 11(48), 2402461. https://doi.org/10.1002/advs.202402461}