CUTE Wearables kunnen binnenkort onze interacties met consumentenproducten veranderen

Onderzoekers van het Max Planck Institute for Intelligent Systems en hun partners ontwikkelden een prototype van een draagbaar apparaat dat meer tastprikkels kan geven dan alleen een trilling. De CUTE-armband laat een zachte actuator de huid raken, indrukken en laten trillen. De eerste gebruikerstest is veelbelovend, maar zegt nog weinig over langdurig gebruik of een verkoopbaar product.

Horloges en telefoons geven doorgaans een eenvoudige trilling als melding. De huid kan echter ook druk, aanraking en verschillen in ritme voelen. De onderzoekers probeerden die mogelijkheden te benutten met een compacte elektrohydraulische actuator.

Een prototype met meer soorten voelbare signalen zou informatie discreter kunnen overbrengen. Of gebruikers zulke signalen bij dagelijks gebruik consequent herkennen en prettig vinden, vraagt om vervolgonderzoek.

CUTE Wearables Studie

De studie „Cutaneous Electrohydraulic (CUTE) Wearable Devices for Pleasant Broad-Bandwidth Haptic Cues”¹ verscheen in 2024 in Advanced Science. Ze beschrijft een zacht, elektrohydraulisch aangedreven systeem dat verschillende tastprikkels op behaarde huid kan opwekken. De oorspronkelijke publicatie is geen klinische of commerciële producttest.

De CUTE-armband produceert meerdere soorten haptische prikkels: ze kan de huid aanraken en loslaten, druk uitoefenen en met verschillende patronen trillen. Dat is meer dan de gebruikelijke korte zoem van een smartwatch.

Bron: Advanced Science

De polsband kan contact met de huid maken en verbreken, druk geven en op uiteenlopende frequenties trillen. Daardoor kan hij meer signalen onderscheiden dan een gewone trilmotor. Hoe nuttig deze signalen in een app of apparaat zijn, moet per toepassing worden onderzocht.

Zachte Actuator

De zachte actuator bestaat uit een flexibele, met vloeistof gevulde structuur en elektroden. Bij een aangelegde spanning beweegt de actuator naar de huid. Het prototype haalde volgens de studie een slag van 2,44 millimeter en een kracht van meer dan 2,3 newton; de trillingen konden tussen 0 en 200 hertz worden ingesteld.

Door meerdere actuatoren te combineren konden de onderzoekers verschillende patronen opwekken. Deze waarden gelden voor het onderzochte prototype en zeggen niet dat elke toekomstige uitvoering dezelfde prestaties levert.

CUTE Wearables Test

Voor een eerste perceptietest namen 14 personen deel. De onderzoekers lieten hen zes voelbare signalen herkennen en beoordeelden ook hoe de aanraking werd ervaren. Een groep van deze omvang is geschikt voor een prototypeproef, maar niet om de reacties van alle gebruikers te voorspellen.

Tijdens de proef droegen deelnemers het apparaat terwijl zij de prikkels beoordeelden. Andere informatiebronnen, zoals geluid, werden zoveel mogelijk beperkt om de herkenning van de tastsignalen te meten.

De proef gebruikte zes verschillende haptische signalen. De deelnemers moesten aangeven welk signaal zij hadden ontvangen en hoe het aanvoelde.

Na elk signaal gaven deelnemers aan welk patroon zij voelden en hoe zij de sensatie waardeerden. De opzet hielp om geluid en andere aanwijzingen te beperken; het experiment vond plaats onder gecontroleerde omstandigheden.

CUTE Wearables Testresultaten

Deelnemers herkenden de zes signalen in 97,9 procent van de gevallen correct. Dat is de herkenningsnauwkeurigheid in deze test met 14 personen, niet het percentage mensen dat het apparaat in alle situaties begrijpt. De proef ondersteunt de mogelijkheid van duidelijke en aangename haptische signalen, maar grotere en langere tests zijn nodig.

CUTE Wearables Voordelen

Een groter repertoire van voelbare signalen kan toepassingen bieden voor meldingen en interactie zonder scherm. Welke patronen goed werken, hangt af van drager, positie op de huid, beweging en omgeving.

Compact

Het onderzochte polsprototype was compact. Voor toekomstige producten blijven gewicht, voeding, bevestiging en betrouwbaarheid belangrijke ontwerpeisen. De studie demonstreerde een apparaat, geen voltooide consumentenlijn.

Comfortabel

De actuator rust normaal zonder contact op de huid en raakt haar pas tijdens een signaal. Dat ontwerp kan het draagcomfort verbeteren. Langdurige huidverdraagzaamheid en comfort tijdens dagelijks bewegen zijn in deze kleine proef niet definitief vastgesteld.

Stil

Tastsignalen kunnen stiller zijn dan hoorbare meldingen. Dat kan handig zijn in situaties waarin geluid storend is, maar de gebruiker moet de signalen wel veilig en betrouwbaar herkennen.

Veilig

De onderzoekers besteedden aandacht aan elektrische afscherming en de plaatsing van de actuator. De studie rapporteert ontwerpmaatregelen voor veiligheid; zij bewijst niet dat ieder toekomstig apparaat zonder risico op elektrische of thermische problemen is. Daarvoor zijn producttests en normen nodig.

Energiezuinig

Een laag energieverbruik kan draagbare apparatuur helpen, maar de totale gebruiksduur hangt af van elektronica, aantal signalen en batterij. Een meetwaarde bij een specifieke stand van het prototype mag niet rechtstreeks als batterijduur van een consumentenproduct worden gepresenteerd.

CUTE Wearables Toepassingen

Denkbare toepassingen zijn meldingen op een horloge, spelbesturing of communicatie via de huid. Een geslaagd laboratoriumsignaal is nog geen bewijs dat zo’n toepassing in het dagelijks leven nuttig of toegankelijk is.

Veiligheidssystemen

Voelbare waarschuwingen kunnen interessant zijn wanneer geluid of beeld minder geschikt is. Voor een veiligheidssysteem moet echter worden aangetoond dat gebruikers het signaal onder stress herkennen en dat uitval of verwarring geen extra gevaar oplevert.

CUTE Wearables Onderzoekers

Het onderzoek werd uitgevoerd door een team rond het Max Planck Institute for Intelligent Systems, met onder anderen Natalia Sanchez-Tamayo, Zachary Yoder, Philipp Rothemund, Giulia Ballardini, Christoph Keplinger en Katherine J. Kuchenbecker. De onderzoekers beschreven ontwerp, technische metingen en de eerste perceptietest.

Bedrijven die CUTE Wearables Technologie kunnen introduceren en profiteren

Fabrikanten van horloges, telefoons en andere draagbare apparaten kunnen interesse hebben in rijkere haptische feedback. De studie laat echter niet zien dat een specifiek beursgenoteerd bedrijf dit ontwerp zal overnemen. Het volgende bedrijf is een afzonderlijk voorbeeld uit de sector.

Garmin

Garmin (GRMN ) maakt onder meer navigatieapparaten en draagbare elektronica. De CUTE-studie werd niet door Garmin uitgevoerd en vormt geen bewijs dat het bedrijf dit type actuator al gebruikt of binnenkort zal toepassen.

Er is geen aangetoonde relatie tussen de hier beschreven tasttechniek en Garmins omzet of aandelenkoers. Voor een financiële beoordeling zijn de eigen producten, resultaten en risico’s van het bedrijf relevant; ranglijsten en analistenverwachtingen veranderen met de tijd.

CUTE Wearables – Een Nieuwe Manier om te Communiceren

CUTE laat zien dat een lichte, zachte polsband verschillende voelbare signalen kan opwekken en dat deelnemers aan een kleine proef die vaak herkenden. De volgende stappen zijn tests met meer gebruikers, langer dragen, betrouwbaarheid en productveiligheid. Daarmee kan worden bepaald of de techniek zinvol is voor echte toepassingen.

Lees meer over verwante technologieprojecten hier.

Studieverwijzing:

^{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}