La investigación de Samsung Electronics en colaboración con la Universidad de Ajou demuestra el actuador muscular artificial multifuncional de última generación
Samsung Electronics anunció hoy que el Dr. Bongsu Shin (co-primer autor) de Samsung Research1 publicó un artículo titulado «Actuación de dispositivos de realidad aumentada portátiles compactos mediante un músculo artificial multifuncional” en la revista de renombre mundial ‘Nature Communications’.
Este proyecto se llevó a cabo en asociación con el equipo de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Ajou, dirigido por el profesor Je-Sung Koh (autor de correspondencia) con sede en Corea. El equipo de investigación conjunto ha desarrollado un actuador de músculo artificial que puede aplicarse a gafas de realidad aumentada (AR) y adaptarse de forma natural a guantes hápticos.
Con la creciente popularidad del metaverso, las tecnologías de actuadores y sensores están evolucionando rápidamente para crear una experiencia aún más inmersiva en mundos virtuales. Los actuadores y sensores integrados en dispositivos portátiles deben ser compactos y livianos porque los dispositivos los transportan los usuarios y, a menudo, requieren movilidad. El actuador convencional tenía algunas limitaciones para realizar una funcionalidad más avanzada, ya que sería difícil lograr un factor de forma delgado y una alta densidad de potencia para los tipos convencionales.
El equipo de investigación propone un actuador de músculo artificial que resuelve los desafíos prácticos de la ingeniería, que se limitan a tipos convencionales como los actuadores electromagnéticos. Un actuador de músculo artificial puede funcionar como un sistema de activación de alta potencia a pequeña escala con capacidad de detección para desarrollar dispositivos portátiles como anteojos AR multifocales y guantes hápticos de ajuste natural. El equipo de investigación diseñó un actuador muscular ligero y potente de aleación con memoria de forma (SMA), denominado Actuador SMA amplificado conforme (CASA). La versión recientemente desarrollada es liviana (0.22 g) pero lo suficientemente fuerte como para levantar un peso 800 veces más pesado que ella.
“Este nuevo actuador que ofrecemos es liviano, compacto pero poderoso en términos de relación fuerza-peso. Es significativo que el nuevo actuador haya superado las limitaciones de los actuadores convencionales, al tiempo que aporta el potencial de sus amplias aplicaciones, que van desde la robótica hasta los dispositivos portátiles”, dijo el Dr. Bongsu Shin de Samsung Research. «Anticipamos que el resultado de nuestra última investigación será la tecnología de hardware central para una experiencia más inmersiva e interactiva para la próxima generación».
El equipo también demostró cómo el actuador permite el control de la profundidad de la imagen. Se adopta el cambio de profundidad binaria para reducir el conflicto de acomodación de vergencia (VAC), que puede causar fatiga visual a algunos usuarios de gafas AR, ajustando directamente la distancia entre la pantalla y el sistema óptico del prototipo de gafas AR dependiendo de la distancia de enfoque del objeto. . para proyectar.
Además, las salidas mecanotáctiles que no vibran son importantes para generar sensaciones táctiles naturales y expresivas en la piel a través de dispositivos hápticos. Para transmitir la sensación de una gran deformación de la piel, los dispositivos hápticos requieren actuadores con una alta relación fuerza-peso y un gran desplazamiento. La combinación de múltiples actuadores dentro del área limitada del prototipo del dispositivo háptico también permite experiencias táctiles más expresivas.
CASA desencadena una acción sobre un objeto con presión y mide la presión sin un sensor utilizando una función de músculo artificial cuya resistencia eléctrica varía en respuesta a la presión externa. El prototipo de guante háptico equipado con CASA es tan delgado y sensible a la presión que tiene el potencial de ser aplicado a telehápticos que reconocen expresiones hechas por el sistema de escritura táctil y las convierte en señales eléctricas.
1 Samsung Research, que actúa como centro avanzado de I+D de Samsung Electronics, lidera el desarrollo de tecnologías futuras para la división Device eXperience (DX) de la empresa.