CUTE Wearables Pode Em Breve Mudar Nossas Interações com Produtos de Consumo

Uma equipe de engenheiros inovadores de Zurique revelou recentemente um novo sistema sensorial háptico que pode revolucionar a forma como as pessoas se comunicam com eletrônicos. Por anos, os eletrônicos dependeram de um sistema háptico baseado em atuadores de estágio único ou duplo. Pense no zumbido do seu telefone quando o modo silencioso está ativado. Os wearables CUTE planejam expandir essas capacidades e fazer eletrônicos que utilizam sua pele como meio de comunicação.

Wearables, jogos e outros eletrônicos utilizam feedback háptico para notificar você sobre certas condições. O método mais comum de fornecer feedback háptico em eletrônicos é usar atuadores. Esses pequenos motores podem ser ligados e desligados para fornecer vibrações quando necessário.

Esta abordagem é eficaz para notificar, mas não maximiza o fato de que a pele é o maior órgão do seu corpo. Ela está repleta de receptores sensoriais e pode distinguir entre um toque suave e um beliscão. Assim, as capacidades perceptivas da pele vão muito além da simples vibração que seu telefone faz quando recebe uma chamada. Reconhecendo essa oportunidade perdida, engenheiros se propuseram a criar um sensor háptico capaz de múltiplos tipos de interações.

Estudo CUTE Wearables

O estudo “Cutaneous Electrohydraulic (CUTE) Wearable Devices for Pleasant Broad-Bandwidth Haptic Cues”¹ foi publicado na Advanced Science este mês. Seu estudo aprofunda o conceito de usar músculos artificiais eletrostáticos auto-regenerativos amplificados hidraulicamente (HASEL) para criar dispositivos hápticos mais capazes.

Os wearables CUTE podem fazer mais do que fornecer o zumbido irritante encontrado nos eletrônicos atuais. O estudo demonstra uma arquitetura de sistema e um novo wearable que oferece várias sensações táteis, incluindo compressão, toque, fricção e mais.

Fonte – Advanced Science

O sensor acionado eletricamente pode comunicar uma enorme seleção de sensações que foram consideradas mais agradáveis que o zumbido tradicional. Por exemplo, imagine enviar a alguém um beliscão nas redes sociais, e a pessoa sentir isso na vida real. Agora, leve o conceito adiante e imagine compartilhar seu batimento cardíaco com um ente querido em outro planeta.

Atuador Flexível

Para criar uma sensação de toque realista e viva, os engenheiros utilizaram atuadores eletro-hidráulicos macios de fechamento. Os dispositivos utilizam uma casca termoplástica preenchida com dielétrico líquido que permite que permaneçam flexíveis. Em cada lado da casca, eletrodos fazem a superfície deformar e mudar quando a corrente é aplicada, fechando em direção ao centro do dispositivo. Especificamente, a equipe alcançou um curso de atuação de 2,44 mm.

Notavelmente, o wearable CUTE aproveita uma pilha de dez bolsas de atuador para melhorar a potência e as capacidades de atuação. Os atuadores de pequeno porte são energeticamente eficientes e permitem que o dispositivo personalize o feedback háptico para atender a uma grande variedade de requisitos.

Teste CUTE Wearables

Os engenheiros testaram seu dispositivo wearable CUTE em uma variedade de métricas. A equipe começou reunindo 14 participantes não relacionados para testar a reconhecibilidade de cada sensação háptica. O grupo foi dividido entre 7 mulheres e 7 homens, com idades entre 22 e 52 anos.

Cada participante foi colocado em uma cadeira confortável. Sua mão não dominante foi apoiada em um apoio de braço, e uma tela, mouse sem fio e fones de ouvido com cancelamento de ruído foram usados para eliminar interferências externas. Os engenheiros então começaram a comunicar usando feedback háptico.

Após cada sinal, os participantes foram solicitados a determinar qual padrão de voltagem correspondia melhor ao feedback háptico. No total, foram usados seis sinais hápticos com frequências variando de 0–200 Hz. Cada sinal durou aproximadamente 6 s.

Depois de ouvir o sinal, o participante selecionou como ele se sentiu em um gráfico emocional. Esta parte do teste ajudou os engenheiros a determinar que os wearables CUTE proporcionam uma experiência confortável. Notavelmente, o único feedback háptico classificado como irritante foi o tradicional encontrado em seu celular.

Resultados do Teste CUTE Wearables

Os resultados do teste foram impressionantes. Os engenheiros descobriram que 97,9 % dos participantes puderam determinar com precisão cada um dos seis sinais com pouco esforço. Notavelmente, seis dos testados alcançaram pontuação perfeita, significando que podiam comunicar sensações diversas, de relaxamento a excitação, usando o dispositivo. Impressionantemente, o dispositivo foi capaz de gerar forças superiores a 2,3 N a distâncias de +8,0 mm.

Benefícios dos CUTE Wearables

Muitos benefícios podem tornar um sistema háptico mais complexo e capaz um divisor de águas. Imagine poder saber quem está ligando sem olhar, apenas pelo padrão de vibração ou sensação que o sensor fornece. A capacidade de oferecer sensações táteis diversificadas permite que engenheiros criem aplicações mais imersivas e úteis.

Compacto

Outra razão importante pela qual muitas pessoas veem esta pesquisa como crucial para criar os eletrônicos do amanhã é que a maioria dos sistemas hápticos atuais depende de atuadores pesados. Essa exigência limita o tamanho de eletrônicos capazes de feedback háptico e aumenta seu peso total. A arquitetura dos wearables CUTE elimina esse problema ao criar um sensor de feedback compacto e customizado que pode suportar os wearables mais pequenos.

Confortável

Conforto é um dos principais aspectos que muitos engenheiros de wearables parecem esquecer. Ninguém quer ficar desconfortável o dia todo, mesmo que isso signifique poder atender chamadas pelo pulso. Os wearables CUTE têm um design ergonômico e materiais projetados para sentir como pele humana. Além disso, esses dispositivos não aquecem, mesmo após uso prolongado. Como tal, são ideais para wearables de longo prazo e outras aplicações onde opções leves são as melhores.

Silencioso

Outro grande benefício dos wearables CUTE é que eles foram projetados para ser silenciosos. Seu telefone pode estar no modo silencioso, mas todos podem sentir a vibração no seu bolso. Além disso, ainda será necessário tirá‑lo para ver quem está ligando, ou olhar para o smartwatch. Os wearables CUTE eliminariam esse mistério ao permitir que você crie feedback háptico especial para cada chamador. Essa abordagem oferece discrição extra quando necessário.

Seguro

Segurança é a principal preocupação para usuários e desenvolvedores de wearables CUTE. Esses dispositivos apresentam uma série de elementos de design e proteção para garantir que você não precise se preocupar com eletrocussão, incêndio ou outros riscos possíveis. Por exemplo, os wearables CUTE incorporam uma membrana elastomérica e utilizam encapsulamento de atuador para impedir qualquer perigo ao usuário. Além disso, o dispositivo usa apenas eletrodos de baixa resistência, reduzindo ainda mais os riscos de choque.

Eficiente em Energia

Um dos maiores benefícios da tecnologia wearable CUTE é sua eficiência energética. A unidade testada mostrou que requer apenas 3,0 mW ao manter uma posição estendida. Esse baixo consumo de energia significa que mais atuadores podem ser usados em projetos. Além disso, os wearables CUTE têm vida útil de bateria mais longa, tornando‑os ideais para os wearables de próxima geração que chegarão ao mercado nos próximos meses.

Aplicações dos CUTE Wearables

Além de poder alimentar sistemas wearables leves que podem oferecer respostas táteis e comunicação aprimoradas, há várias outras aplicações que essa tecnologia pode melhorar. Por exemplo, essa tecnologia poderia ser integrada a sistemas de RV e RA para aumentar o realismo.

Também poderia servir como forma de fornecer direções não visuais a motoristas ou mesmo a pessoas com deficiência visual. Imagine seu wearable inteligente tocando o lado direito do pulso para indicar que você deve virar à direita, ou comprimindo seu pulso para avisar que você está se aproximando da saída desejada.

Sistemas de Segurança

Outro cenário de uso seria a criação de sistemas de alerta de segurança que incluam feedback tátil. Esses sistemas seriam ideais para ambientes movimentados e ruidosos que exigem monitoramento de métricas complexas. No futuro, um simples beliscão no pulso poderia informar a um inspetor de segurança que ele precisa fechar uma válvula ou executar outras ações.

Pesquisadores dos CUTE Wearables

A pesquisa para o estudo CUTE Wearables foi realizada no Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes. Especificamente, o Departamento de Inteligência Háptica foi encarregado de tornar o dispositivo funcional. Eles contaram com a assistência de Katherine J. Kuchenbecker, bem como do Departamento de Materiais Robóticos. Agora, a equipe busca expandir sua criação e ver quais outros cenários de uso podem ser alcançados.

Empresas que Poderiam Introduzir a Tecnologia CUTE Wearables e Prosperar

Várias empresas poderiam se beneficiar dos detalhes deste estudo. Desde fabricantes de smartwatches e telefones até fábricas de carros inteligentes e vestuário, há muitos casos de uso para essa tecnologia. Aqui está uma empresa que poderia obter benefícios imediatos com a integração.

Garmin

Garmin (GRMN ) entrou no mercado como fornecedor de sistemas de navegação em 1989. Originalmente chamada ProNAV, os fundadores da empresa, Gary Burrell e Min Kao, começaram focados em atividades aeronáuticas e marítimas. Dez anos depois, sua tecnologia havia avançado o suficiente para ser viável em dispositivos portáteis criados para o motorista médio.

Garmon é um fornecedor líder de GPS e um dos nomes mais conhecidos da indústria. Ela expandiu suas ofertas para incluir wearables, rastreadores de fitness, rastreadores para cães e muito mais. A integração de um sistema de feedback dos wearables CUTE poderia abrir portas para dispositivos mais capazes e amigáveis ao usuário.

Notavelmente, a Garmin realizou várias grandes aquisições desde seu lançamento. Cada aquisição acrescentou às capacidades de wearables da empresa. Consequentemente, hoje ela está entre as três maiores fabricantes de smartwatches do mundo. Como tal, analistas preveem que a empresa continuará crescendo à medida que o mercado de wearables se expande.

CUTE Wearables – Uma Nova Forma de Comunicar

O conceito CUTE Wearables é uma grande atualização de um sistema que não viu muitas mudanças em décadas. Pense nisso, os pagers tinham uma função de vibração semelhante à dos smartphones mais avançados de hoje. Graças a esta equipe engenhosa de pesquisadores, seus eletrônicos podem em breve enviar comunicações discretas, complexas e facilmente reconhecíveis para você, usando apenas o toque.

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Referência do Estudo:

^{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}