美國康奈爾大學領導的團隊為動態盲文顯示技術設計了一種關鍵元件：由密集排列的驅動器組成的觸覺陣列。
康奈爾大學開發的燃燒系統，可用於製造動態盲文顯示器。
如果能為盲人提供搭載可響應觸控的盲文顯示器的iPad或Kindle，他們的生活質量將變得更高。techxplore.com網站當地時間10月5日報道，美國康奈爾大學領導的團隊為這種技術設計了一種關鍵元件：由密集排列的驅動器組成的觸覺陣列。陣列系統中的燃燒反應被觸發後，可使矽薄膜“顯示點”彈出。相關研究成果刊登在《美國國家科學院院刊》中。
如何準確地對每個“顯示點”施加必要的力，是動態盲文顯示器設計面臨的主要障礙之一。機械與航空航天工程副教授Rob Shepherd表示，此前研究人員希望用發動機或液壓系統解決這一難題，但最終發現它們都過於笨重、複雜或昂貴。“小型驅動器、系統尺寸、質量和成本之間存在微妙平衡。大多數人都在嘗試機電系統，我們決定另闢蹊徑，用燃燒形成的少量氣體產生強大輸出。”
Shepherd與以色列理工學院的研究人員合作，設計了一套以模壓矽膠和微流控液態金屬為主要元件的系統，其中液態金屬電極能夠產生火花，點燃微量的預混甲烷與氧氣。在陣列中，燃料流經一系列獨立通道，每條通道通向一個3毫米寬的驅動器。快速燃燒使每個矽膠膜產生幾毫米的膨脹，磁性自鎖系統賦予膨脹形變穩定性。使用者只需要按下形變點就能使系統復位。
由於無需機電閥，驅動器得以更緊密地封裝在一起，進而構成更小、更輕便的系統，並能在1毫秒的高強度作用力下產生巨大位移。流體彈性驅動器的冷卻速度極快，所需燃料也較少，因此安全性較高。
研究人員表示，新技術還具有良好的拓展性和適應性，可應用於軟機器人、可穿戴虛擬現實裝置和醫療應用。目前的系統由9個流體彈性體驅動器構成，研究人員希望將其按比例放大，投入生產，最終制造出完整的電子觸覺顯示器。
論文第一作者、研究人員Ronald Heisser說：“在過去的30多年中，研究人員一直在嘗試將驅動器緊密地排列在一起。對人類而言，觸覺在某種意義上比視覺更親切。在這方面研究中，化學驅動是一股不可忽視的力量。”
編譯：德克斯特 審稿：西莫 責編：陳之涵
期刊來源：《美國國家科學院院刊》
期刊編號：0027-8424
原文連結：https://techxplore.com/news/2021-10-combustion-braille-electronics.html
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