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盲人阅读电子书不再难,由燃料驱动的盲文显示器来了……

康奈尔大学开发的燃烧系统,可用于制造动态盲文显示器

如果能为盲人提供搭载可响应触摸的盲文显示器的iPad或Kindle,他们的生活质量将变得更高。techxplore.com网站当地时间10月5日报道,美国康奈尔大学领导的团队为这种技术设计了一种关键组件:由密集排列的驱动器组成的触觉阵列。阵列系统中的燃烧反应被触发后,可使硅薄膜“显示点”弹出。相关研究成果刊登在《美国国家科学院院刊》中。

如何准确地对每个“显示点”施加必要的力,是动态盲文显示器设计面临的主要障碍之一。机械与航空航天工程副教授Rob Shepherd表示,此前研究人员希望用发动机或液压系统解决这一难题,但最终发现它们都过于笨重、复杂或昂贵。“小型驱动器、系统尺寸、质量和成本之间存在微妙平衡。大多数人都在尝试机电系统,我们决定另辟蹊径,用燃烧形成的少量气体产生强大输出。”

Shepherd与以色列理工学院的研究人员合作,设计了一套以模压硅胶和微流控液态金属为主要组件的系统,其中液态金属电极能够产生火花,点燃微量的预混甲烷与氧气。在阵列中,燃料流经一系列独立通道,每条通道通向一个3毫米宽的驱动器。快速燃烧使每个硅胶膜产生几毫米的膨胀,磁性自锁系统赋予膨胀形变稳定性。用户只需要按下形变点就能使系统复位。

由于无需机电阀,驱动器得以更紧密地封装在一起,进而构成更小、更轻便的系统,并能在1毫秒的高强度作用力下产生巨大位移。流体弹性驱动器的冷却速度极快,所需燃料也较少,因此安全性较高。

研究人员表示,新技术还具有良好的拓展性和适应性,可应用于软机器人、可穿戴虚拟现实设备和医疗应用。目前的系统由9个流体弹性体驱动器构成,研究人员希望将其按比例放大,投入生产,最终制造出完整的电子触觉显示器。

论文第一作者、研究人员Ronald Heisser说:“在过去的30多年中,研究人员一直在尝试将驱动器紧密地排列在一起。对人类而言,触觉在某种意义上比视觉更亲切。在这方面研究中,化学驱动是一股不可忽视的力量。”

科界原创

编译:德克斯特 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《美国国家科学院院刊》

期刊编号:0027-8424

原文链接:https://techxplore.com/news/2021-10-combustion-braille-electronics.html

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