I nostri occhi possono essere finestre sul mondo, ma i polpastrelli ci mettono in contatto con esso. Per ricreare questo senso tattile, la tecnologia attuale si basa su minuscoli motori ed elettricità. Tuttavia, i dossi e i ronzii che generano non sono così bravi a imitare la cosa reale. Oggi, gli scienziati riportano prove che la nostra pelle può percepire sottili differenze nella chimica:risultati che sperano possano fornire la base per un nuovo modo di controllare il tocco e integrarlo meglio in applicazioni, come la realtà virtuale.

I ricercatori presenteranno i loro risultati al meeting di primavera dell'American Chemical Society (ACS).

"Quando tocchi un oggetto, ne senti la superficie e puoi cambiare il modo in cui ci si sente cambiando l'attrito tra quella superficie e il dito. È qui che entra in gioco la chimica", afferma Charles Dhong, Ph.D., il ricercatore principale del progetto. "Pensiamo che la chimica dei materiali possa aprire le porte alla ricreazione di sensazioni più sfumate, sia che tu stia progettando una superficie per sentirsi in un certo modo, sia che tu stia creando dispositivi di feedback per la realtà virtuale."

Dei cinque sensi, la tecnologia ha abbracciato alcuni più prontamente di altri. I monitor dei computer, gli schermi degli smartphone e le cuffie per realtà virtuale offrono immagini dettagliate e persino coinvolgenti. Anche i dispositivi audio ricreano voci, musica e altri suoni in alta fedeltà. I progressi nella tecnologia touch, tuttavia, sono rimasti indietro, in parte perché coinvolge molteplici tipi di sensazioni, come la temperatura e il dolore. Inoltre, alcuni sforzi per ricreare il tatto hanno incluso sistemi progettati per simulare la sensazione di movimento del proprio corpo, una sensazione complessa.

La ricerca di Dhong presso l'Università del Delaware si concentra su un tipo specifico di tocco:utilizzare le dita per rilevare la consistenza. Sono già disponibili alcuni metodi per evocare questo tipo di tocco fine. Un vibratore all'interno di uno smartphone gli consente di attirare la tua attenzione senza squillare. In un display braille aggiornabile per persone con problemi di vista o cecità, un attuatore sposta i perni verso l'alto per creare protuberanze. Questo tipo di tocco dipende da una forza fisica, l'attrito, che è la resistenza che la pelle incontra quando sfiora un oggetto. Mentre attributi come i contorni di una superficie influenzano l'attrito, così fa la chimica. Anche la struttura delle molecole all'interno di una sostanza e le proprietà della sua superficie influenzano la sensazione. Dhong e i suoi colleghi sospettavano che alterando solo le caratteristiche legate alla chimica, avrebbero potuto cambiare la sensazione di una superficie.

In un lavoro passato, il team di Dhong ha chiesto alle persone di toccare strati di silano spessi una singola molecola, un composto contenente silicio. Nessuna delle superfici silaniche possedeva differenze rilevabili nella levigatezza. Anche così, coloro che hanno toccato le superfici potrebbero differenziarle in base a differenze chimiche, inclusa la sostituzione di un atomo all'interno di ciascuna molecola di silano con un altro, a causa di sottili cambiamenti nell'attrito. "Recenti ricerche hanno dimostrato che le persone possono rilevare le differenze fisiche tra le superfici con una risoluzione di soli 13 nanometri", afferma Dhong. "Ora stiamo dicendo che il senso del tatto può anche identificare cambiamenti chimici piccoli come lo scambio di un atomo di azoto con un atomo di carbonio."

Durante l'incontro, Dhong presenterà un recente lavoro incentrato sui polimeri, le molecole di riferimento per i materiali sintetici. I polimeri si distinguono non solo per le loro formule chimiche, ma anche per una caratteristica nota come cristallinità, che descrive l'ordinata organizzazione delle molecole a catena. I polimeri in questi esperimenti avevano formule e pesi molecolari identici; solo il grado di cristallinità differiva.

Nei loro esperimenti, i ricercatori si sono concentrati sulla struttura percepita di strati sottili di polimeri. Come con i silani, hanno chiesto ai soggetti di far scorrere le dita sul polimero. Anche questa volta hanno scoperto che le persone potevano differenziare tra i polimeri solo in base alle variazioni dell'attrito risultanti da sottili cambiamenti nella cristallinità delle molecole.

"Un nuovo approccio al controllo del tocco fine e della percezione della consistenza potrebbe avere molte applicazioni", afferma Dhong. "Potrebbe, ad esempio, consentire di progettare nuovi tipi di superfici o integrare meglio questo senso in ambienti di realtà virtuale. Altre applicazioni potrebbero includere il miglioramento di dispositivi, come display braille aggiornabili, oltre a fornire feedback ai chirurghi che effettuano interventi chirurgici a distanza", dice Dhong. + Esplora ulteriormente

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