タンペレ大学の研究者たちは、電力を使用せずに接触の力、面積、位置を感知できる世界初の柔らかいタッチパッドを開発しました。この革新的なデバイスは、気圧チャネルを利用して動作し、MRI装置など電子機器が不適切な環境でも使用できるよう設計されています。

革新的なタッチパッド技術

このタッチパッドは完全に柔らかいシリコンでできており、タッチに応じて適応する32のチャネルが含まれています。それぞれのチャネルは数百マイクロメートルの幅しかありません。従来の電子センサーとは異なり、この新しいタッチパッドはデバイス内に埋め込まれた気圧チャネルを利用して検出を行います。タッチの特性を感知するだけでなく、表面に書かれた手書きの文字を認識することもでき、複数の同時タッチを区別することも可能です。

過酷な環境での応用

博士研究者のヴィルマ・ランピネンは、強力な磁場などの過酷な条件下では電子センサーが機能しなくなる可能性があると説明しています。このタッチパッドは電気を使用しないため、強い磁場の影響を受けず、MRI装置などでの使用に理想的です。このセンサー技術を活用することで、MRIスキャン中に癌腫瘍が見つかった場合、気圧ロボットが生検を行うことが可能となり、MRI画像から得られたデータでロボットをガイドします。

ロボティクスとリハビリテーションへの応用

この気圧デバイスは、強い放射線や小さな電気スパークでも深刻な危険を引き起こす条件での使用にも対応しています。シリコンの柔軟性により、従来のハードウェアでは使用できないアプリケーションへのセンサーの統合が可能になります。これには、気圧動力で動く柔らかいロボットが含まれます。

義肢やウェアラブルデバイスの未来的な可能性

将来的には、こうした柔らかく非電気的なデバイスにセンサーから収集されたデータを追加することで、デバイス全体の接触の特性をマッピングできるようになります。高度な義手も触覚を追加することで機能が向上します。ランピネンは「柔らかいロボットの手は、現在の義手の代わりに生産ラインで使用できる可能性があります。柔らかいため、安全性が高く、軽量で、製造コストが低くなる可能性があります。手の周囲に触覚センサーを配置することで、より繊細なグリップが可能になります」と述べています。

また、柔らかい材料で作られたウェアラブルデバイスは、リハビリテーションにおける運動補助としても使用できるでしょう。その柔らかさは、同様のハードデバイスと比較して快適さを向上させます。

詳細については、ヴィルマ・ランピネン、ミカ・ピフラヤマキ、アナスタシア・コイビッコ、ヴェイッコ・サリオラによる「ソフトマイクロ気圧タッチパッド」という研究をご覧ください。この研究は、2024年9月23日に『Advanced Intelligent Systems』に掲載されています（DOI: 10.1002/aisy.202400381）。