15/05/2018
Door Ad Spijkers
Ze lijken op flinterdunne pleisters, hun vorm is vrij te kiezen en ze functioneren op elk lichaamsdeel. Met sensoren op de huid zijn smartphones en tablets intuïtiever en discreter te bedienen dan tot nu toe.
Informatici aan de Universität des Saarlandes hebben sensoren ontwikkeld die zelfs leken met enige inspanning kunnen produceren. Het bijzondere is dat de sensoren het voor het eerst mogelijk maken aanrakingen op het lichaam nauwkeurig en door meerdere vingers te registreren. De onderzoekers hebben de prototypes in vier verschillende toepassingen getest.
Groot oppervlak
Het menselijk lichaam biedt een groot oppervlak dat gemakkelijk toegankelijk is, zelfs zonder er naar te kijken. Tot nu toe gingen wetenschappers er van uit dat de vereiste sensoren noch de aanrakingen nauwkeurig konden meten noch meerdere vingertoppen tegelijk konden registreren. De onderzoekers in Saarbrücken hebben nu een geschikt type sensor ontwikkeld.
De sensor die Multi-Touch Skin is gedoopt is qua opbouw te vergelijken met het aanraakscherm van mobiele apparaten. Twee lagen elektroden, gerangschikt in kolommen en rijen, vormen boven op elkaar geplaatst een soort coördinatensysteem. Op de kruispunten wordt continu de elektrische capaciteit gemeten. Deze wordt lager op de plaats waar de vingers de sensor aanraken: vingers geleiden elektriciteit en laten de lading afvloeien. Deze veranderingen worden ter plaatse gemeten en daardoor worden ook de aanrakingen door meerdere vingers herkend.
Om het optimum tussen geleidbaarheid, mechanische robuustheid en flexibiliteit te vinden, hebben de onderzoekers verschillende materialen onderzocht. Wordt bijvoorbeeld zilver als geleider, PVC als isolerend materiaal tussen de elektroden en PET als substraat gekozen, dan kan de sensor met een alledaagse inkjet printer in enkele minuten worden gedrukt.
Ontwerpsoftware
Om de sensoren op werkelijk alle lichaamsdelen te kunnen gebruiken, moesten de sensoren hun rechthoekige vorm kwijtraken. De wetenschappers ontwikkelden software voor ontwerpers waarmee deze de vorm van de sensor naar believen kunnen vormgeven. In het computerprogramma tekent de ontwerper eerste de uitwendige van de sensor en vervolgens binnen deze contouren het inwendige deel dat aanraakgevoelig moet zijn. Een speciaal algoritme berekent voor dit gedefinieerde gebied een zoveel mogelijk het oppervlak dekkende plaatsing van de elektroden. Vervolgens wordt de sensor geprint.
Voor de wetenschappers uit Saarbrücken is de Multi-Touch Skin een nieuw bewijs dat het onderzoek naar interfaces op de huid de moeite waard is. In de toekomst willen ze zich er op concentreren nog geavanceerdere ontwerpprogramma's voor de sensoren te maken en sensoren te ontwikkelen die meerdere zintuigmodaliteiten tegelijk registreren.