Maailman ensimmäinen sähkötön kosketuslevy vie anturiteknologian äärimmäisiin olosuhteisiin
Tampereen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet maailman ensimmäisen pehmeän kosketuslevyn, joka tunnistaa kosketuksen voiman, pinta-alan ja sijainnin ilman sähköä. Laite hyödyntää pneumaattisia kanavia, mikä mahdollistaa sen käytön esimerkiksi magneettikuvauslaitteissa ja muissa olosuhteissa, joihin sähköiset laitteet eivät sovellu. Myös pehmeät laitteet, kuten pehmorobotit ja kuntoutuksen apuvälineet, hyötyvät uudesta teknologiasta.
Tampereen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet maailman ensimmäisen pehmeän kosketuslevyn, joka pystyy tunnistamaan kosketuksen voiman, pinta-alan ja painamiskohdan. Perinteisesti tähän on tarvittu sähköisiä antureita, mutta nyt kehitetty kosketuslevy ei tarvitse sähköä. Se hyödyntää tunnistuksessa siihen upotettuja pneumaattisia eli paineilmalla toimivia kanavia.
Yksinomaan pehmeästä silikonista valmistettu laite sisältää 32 kosketuksen vaikutuksesta mukautuvaa kanavaa, jotka ovat vain satoja mikrometrejä leveitä. Kosketuksen voiman, pinta-alan ja sijainnin lisäksi laitteen tarkkuus riittää tunnistamaan sen pinnalle käsin kirjoitetut kirjaimet ja jopa erottelemaan useamman samanaikaisen kosketuksen.
– Sähköiset anturit saattavat lakata toimimasta ääriolosuhteissa, kuten suuressa magneettikentässä. Koska kosketuslevy on sähkötön, voimakas magneettikenttä ei vaikuta siihen. Siksi se on ihanteellinen esimerkiksi magneettikuvauksessa käytettäviin laitteisiin, väitöskirjatutkija Vilma Lampinen sanoo.
Kosketuslevyssä hyödynnetty anturiteknologia mahdollistaa esimerkiksi sen, että jos magneettikuvauksessa löytyy syöpäkasvaimia, paineilmalla toimiva robotti voi ottaa koepalan samalla, kun potilas on kuvattavana. Anturiteknologia ohjaa tätä robottia yhdessä magneettikuvien tuottaman datan kanssa.
Pneumaattista laitetta on mahdollista käyttää myös voimakkaassa säteilyssä tai olosuhteissa, joissa pienikin kipinä voi aiheuttaa vakavan vaaratilanteen.
Materiaalina silikonin joustavuus mahdollistaa antureiden käyttämisen myös sellaisissa sovelluksissa, joihin tavallinen kova elektroniikka ei taivu. Tällaisia ovat esimerkiksi pehmorobotit, jotka nimensä mukaisesti ovat pehmeitä, kumimaisista materiaaleista valmistettuja robotteja. Niiden liike tuotetaan tyypillisesti paineilman avulla.
Kun tulevaisuudessa tällaisiin pehmeisiin sähköttömiin laitteisiin lisätään tiedon keruu antureiden kautta, voidaan kosketuksen sijainti, voima ja ala kartoittaa jopa koko laitteen pinnalta. Pehmorobottien lisäksi kehittyneet tekokädet hyötyvät, kun niihin voidaan lisätä tuntoaisti.
– Pehmeät robottikädet voisivat korvata nykyiset tekokädet esimerkiksi tuotantolinjoilla. Pehmeinä ne ovat turvallisempia, kevyempiä ja mahdollisesti halvempia valmistaa. Kosketusanturit eri puolilla kättä mahdollistavat lisäksi hienovaraisemman otteen, Lampinen sanoo.
Pehmeistä materiaaleista valmistettuja puettavia laitteita voisi hyödyntää myös kuntoutuksessa esimerkiksi liikkeen avustajina. Pehmeyden ansiosta käyttömukavuus on parempi kuin vastaavissa kovissa laitteissa.
Tutkimus julkaistiin tieteellisessä Advanced Intelligent Systems (AIS) -aikakauslehdessä 23.9.2024.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Väitöskirjatutkija Vilma Lampinen
vilma.lampinen@tuni.fi
Apulaisprofessori Veikko Sariola
veikko.sariola@tuni.fi
0504646138
Kuvat
Linkit
Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 22 000 opiskelijaa ja henkilöstöä yli 4 000. Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto
Piia Sormuselle talotekniikan professuuri28.4.2025 10:00:00 EEST | Tiedote
Tampereen yliopistossa alkaa Suomen ensimmäinen talotekniikan professuuri toukokuussa, kun apulaisprofessorina aloittaa Piia Sormunen. Hän siirtyy uuteen rooliinsa rakennetun ympäristön tiedekunnan talotekniikan teollisuusprofessorin tehtävistä. Professuurin myötä yliopisto voi vastata entistä paremmin rakennusalan nykyisiin ja tuleviin tarpeisiin.
Väitös: Oikea-aikainen ohjaus luo turvallisuutta lennonjohtajien koulutuksessa23.4.2025 10:59:36 EEST | Tiedote
Lennonjohtajat ovat vastuullisia ammattilaisia, joiden tehtävänä on varmistaa lentoliikenteen sujuvuus ja turvallisuus. Yhteiskuntatieteiden maisteri Inka Koskela tarkastelee väitöskirjassaan lennonjohtajien koulutusta ja siihen liittyvää ohjaustoimintaa vuorovaikutuksen näkökulmasta. Tutkimus osoittaa ohjauksen merkityksen koulutustilanteissa, joissa harjoitellaan monimutkaisia työtehtäviä turvallisuuskriittisissä olosuhteissa.
Väitös: Valta-asema selittää presidentin kansansuosiota Euroopan puolipresidentiaalisissa maissa23.4.2025 10:18:54 EEST | Tiedote
YTM Maarika Kujanen tutki väitöskirjassaan presidentin suosiota ja julkista asemaa Euroopan puolipresidentiaalisissa maissa. Kujasen tutkimustulokset osoittavat, että presidentin heikompi valta-asema selittää paitsi presidentin korkeampaa suosiota suhteessa muihin poliittisiin instituutioihin myös sitä, missä määrin presidentin suosio reagoi poliittisessa ympäristössä tapahtuviin muutoksiin. Toisaalta myös puoluepoliittisella ulottuvuudella sekä presidentin ja pääministerin välisellä vuorovaikutuksella on merkitystä, eikä presidentin suosiollinen asema päivänpolitiikan ulkopuolella suojele valtaoikeuksiltaan heikompiakaan presidenttejä loputtomasti.
Väitös: Opettajat ovat keskeisessä roolissa oppilaiden opiskeluinnon tukemisessa – myös vertaisilla ja vanhemmilla on vaikutusta23.4.2025 08:15:00 EEST | Tiedote
Kasvatustieteen maisteri Pihla Rautanen tutki väitöskirjassaan alakoululaisten opiskeluunsa kokemaa sosiaalista tukea opettajalta, vertaisilta ja vanhemmilta sekä tuen yhteyksiä oppilaiden opiskeluintoon. Koulutyön kokeminen itselle tärkeäksi ja innostavaksi vahvistaa oppimista ja myönteisiä suhteita opettajiin ja vertaisiin koulussa. Sillä voi olla kauaskantoisia vaikutuksia myös myöhempään osallisuuteen yhteiskunnassa aikuisena.
Altistuminen myrkyllisille metalleille sota-alueilla vaarantaa lapsen varhaista kehitystä22.4.2025 11:05:04 EEST | Tiedote
Edistynyt sotateknologia altistaa siviilejä useille myrkyllisille metalleille. Uusi psykologian alan tutkimus antaa näyttöä siitä, että äidin ja vastasyntyneen altistuminen myrkyllisille metalleille sotaoloissa vaarantaa lasten motorista, kognitiivista ja emotionaalista kehitystä. Koska imetystä ensimmäisten kuukausien aikana pidetään yleisesti suotuisana lapsen terveydelle, tutkijoita kiinnosti myös imetyksen rooli metallialtistuksessa ja sen yhteydessä kehitysongelmiin.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme