แหวนแขนที่สวมใส่ส่งสัญญาณสัมผัสเทียม

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฟลอริดาแอตแลนติกได้ทำการศึกษาใหม่และนวัตกรรมด้านการให้คำแนะนำสัมผัสและการควบคุมกล้ามเนื้อไฟฟ้า (EMG) โดยใช้แหวนแขนแบบอ่อนและหุ่นยนต์ที่สามารถช่วยให้ผู้ใช้มือเทียมได้รับการสัมผัสที่สมจริง

นักวิจัยจากวิทยาลัยวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ของมหาวิทยาลัยได้ทำงานร่วมกับวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ชาร์ลส์ อี ชมิดท์ เพื่อศึกษาว่าผู้คนสามารถควบคุมแรงกดที่ใช้กับวัตถุสองชิ้นที่จับโดยมือเทียมพร้อมกันได้หรือไม่

ทีมวิจัยยังได้สำรวจว่าคำแนะนำทางภาพสามารถช่วยให้การทำงานหลายอย่างที่ซับซ้อนได้อย่างไรโดยการปิดการให้คำแนะนำทางภาพและการให้คำแนะนำสัมผัสอย่างเป็นระบบ และพวกเขายังได้ศึกษาว่าการทดลองการขนส่งวัตถุพร้อมกันสามารถช่วยให้ประหยัดเวลาได้อย่างไร และได้ออกแบบแหวนแขนแบบอ่อนและหุ่นยนต์ที่สามารถส่งสัญญาณสัมผัสเทียมให้กับผู้ใช้มือเทียมได้

ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Scientific Reports

ใช้หลายช่องทางของการให้คำแนะนำสัมผัส

การวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าการให้คำแนะนำสัมผัสหลายช่องทางสามารถช่วยให้ผู้ใช้สามารถจับและขนส่งวัตถุสองชิ้นพร้อมกันได้โดยไม่ต้องใช้การมองเห็น และสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้การมองเห็น

วิธีการใหม่นี้ยังช่วยให้สามารถขนส่งและจัดส่งวัตถุได้เร็วขึ้น และผู้ใช้ให้คะแนนการให้คำแนะนำสัมผัสว่าเป็นสิ่งสำคัญมากกว่าการให้คำแนะนำทางภาพ

Erik Engeberg, Ph.D. เป็นผู้เขียนหลักและเป็นอาจารย์และสมาชิกของศูนย์วิจัยระบบซับซ้อนและวิทยาศาสตร์สมองของ FAU

“การศึกษาของเราคือการศึกษาแรกที่แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการควบคุมที่ซับซ้อนพร้อมกันโดยใช้การให้คำแนะนำสัมผัสหลายช่องทางอย่างไม่รุกราน” Engeberg กล่าว “ไม่มีผู้เข้าร่วมการศึกษาที่มีประสบการณ์ในการใช้มือเทียมที่ควบคุมโดย EMG มาก่อน แต่พวกเขาสามารถเรียนรู้เพื่อใช้ฟังก์ชันการทำงานหลายอย่างหลังจากการฝึกสองครั้ง”

การออกแบบแหวนแขนแบบอ่อนและหุ่นยนต์

ทีมวิจัยได้ให้คำแนะนำสัมผัสโดยการทำงานร่วมกับการควบคุม EMG และการออกแบบแหวนแขนแบบอ่อนและหุ่นยนต์

ทีมงานได้ติดตั้งอุปกรณ์กระตุ้นแบบอ่อนบนแหวนแขนเพื่อช่วยให้ผู้ใช้รู้สึกถึงแรงสัมผัส และยังรวมถึงอุปกรณ์กระตุ้นแบบสั่นเพื่อแสดงว่าวัตถุที่จับถูกทำลายหรือไม่

สามตำแหน่งบนแหวนแขนได้รับการออกแบบสำหรับการให้คำแนะนำสัมผัส: นิ้วหัวแม่มือ, นิ้วชี้, และนิ้วก้อย

Moaed A. Abd เป็นผู้เขียนหลักและเป็นนักศึกษาระดับ博士จากวิทยาลัยวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์สมองของ FAU

“ตัวอย่างของการควบคุมหลายฟังก์ชันที่แสดงในงานศึกษาของเรารวมถึงการควบคุมการบีบกระดาษระหว่างนิ้วชี้และนิ้วกลางในขณะเดียวกันกับนิ้วหัวแม่มือและนิ้วก้อยที่ใช้ในการเปิดฝากระปุกน้ำ” Abd กล่าว

การศึกษานี้สามารถช่วยให้ผู้ที่ขาดแขนสามารถทำงานและทำกิจกรรมต่างๆ ได้

Stella Batalama, Ph.D. เป็นคณบดีของวิทยาลัยวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ของ FAU

“การควบคุมที่ซับซ้อนและแม่นยำเป็นปัญหาที่ยากต่อการแก้ไขและยังคงเป็นเรื่องที่นักวิจัยให้ความสนใจเพราะต้องอาศัยการวิเคราะห์ความตั้งใจในการจับของมนุษย์以及การให้คำแนะนำสัมผัสที่เหมาะสม” Batalama กล่าว “ด้วยการศึกษานี้ นักวิจัยของเรากำลังแก้ไขปัญหาการสูญเสียการรู้สึกสัมผัส ซึ่งเป็นอุปสรรคหลักในการป้องกันไม่ให้ผู้ที่ขาดแขนสามารถทำงานหลายอย่างหรือใช้มือเทียมได้อย่างเต็มที่”