Các thiết bị giao diện người-máy có thể đeo được, HMI, có thể được sử dụng để điều khiển máy móc, máy tính, máy nghe nhạc và các hệ thống khác. Một thách thức đối với HMI thông thường là sự hiện diện của mồ hôi trên da người.
Trong Các bài đánh giá về Vật lý Ứng dụng, của Nhà xuất bản AIP, các nhà khoa học tại UCLA mô tả sự phát triển của họ về một loại HMI có thể co giãn, rẻ tiền và không thấm nước.
>> Tham khảo: Các kỹ sư mở đường cho các bộ phận giả vận hành bằng dây thần kinh trong tương lai.
Thiết bị này dựa trên một mảng cảm biến nam châm mềm chuyển đổi áp suất cơ học từ việc nhấn ngón tay thành tín hiệu điện.
Thiết bị bao gồm hai thành phần chính. Thành phần đầu tiên là một lớp chuyển chuyển động cơ học thành phản ứng từ tính. Nó bao gồm một bộ các nam châm siêu nhỏ trong một ma trận silicon xốp có thể chuyển đổi áp lực nhẹ nhàng của đầu ngón tay thành một biến thể từ trường.
Thành phần thứ hai là một lớp cảm ứng từ bao gồm các cuộn dây kim loại lỏng có hoa văn. Những cuộn dây này phản ứng với sự thay đổi từ trường và tạo ra điện thông qua hiện tượng cảm ứng điện từ.
>> Tham khảo: Các nhà nghiên cứu kỹ thuật phát triển công nghệ đột phá để đo chuyển động quay của tế bào.
Tác giả Jun Chen, từ UCLA cho biết: “Nhờ tính linh hoạt và độ bền của vật liệu, mảng cảm biến nam châm có thể tạo ra năng lượng ổn định dưới các biến dạng, chẳng hạn như lăn, gấp và kéo dài”.
“Do những tính năng hấp dẫn này, thiết bị có thể được sử dụng cho HMI chạy bằng cơ thể người bằng cách chuyển đổi các hoạt động cơ sinh học của con người thành tín hiệu điện.”
Năng lượng cần thiết để chạy HMI đến từ chuyển động của người đeo. Điều này có nghĩa là không cần dùng pin hoặc các thành phần năng lượng bên ngoài khác, giúp HMI thân thiện với môi trường và bền vững hơn.
Thiết bị đã được thử nghiệm trong nhiều tình huống thực tế, bao gồm cả khi có tia nước, chẳng hạn như có thể tồn tại khi tắm, mưa bão hoặc trong hoạt động thể thao mạnh mẽ.
>> Tham khảo: Ô nhiễm hạt vi nhựa đe dọa các đầm phá ven biển trên thế giới.
Thiết bị hoạt động tốt khi bị ướt, vì từ trường không bị ảnh hưởng nhiều bởi sự hiện diện của nước.
Các nhà điều tra đã nghiên cứu một loạt các kỹ thuật chế tạo và lắp ráp để tối ưu hóa quá trình chuyển đổi năng lượng cơ sinh học thành năng lượng điện của thiết bị. Họ nhận thấy rằng họ có thể đạt được sự cân bằng giữa hiệu suất và tính linh hoạt bằng cách kiểm soát độ dày của màng linh hoạt và nồng độ của các hạt từ tính.
Để kiểm tra hệ thống của họ, các nhà điều tra đã thực hiện một loạt thí nghiệm trong đó một đối tượng áp dụng các thao tác chạm ngón tay để tắt, bật đèn và điều khiển máy nghe nhạc.
Chen cho biết: “Mảng cảm biến nam châm của chúng tôi không chỉ hoạt động không dây như các nút bật và tắt của đèn mà còn điều khiển các tính năng lệnh của máy nghe nhạc, đại diện cho các hành động phát, tạm dừng, tiếp theo và trước đó”.
>> Tham khảo: Kích hoạt vi khuẩn hiệu quả để tạo ra các hóa chất có giá trị cao.
Các thử nghiệm này hứa hẹn các ứng dụng mới cho HMI chống nước linh hoạt có thể được sử dụng để điều khiển nhiều loại thiết bị thông minh.
