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
Teams, toimisto vai sekä että? Monipaikkainen työ vaatii luottamusta ja yhteistyökykyä24.10.2024 15:56:57 EEST | Tiedote
Lähi- ja etätyön eduista ja haitoista käydään kiivasta keskustelua. Teemaa on myös tutkittu: sekä etä- että lähityössä on tuottavuutta ja työhyvinvointia tukevia ja haastavia tekijöitä. Erityisesti tieto- ja asiantuntijatyössä tapojen yhdistäminen näyttää tuottavan parhaita tuloksia. Tutkijoiden mukaan johto ja henkilöstö ovat monipaikkaisesta työstä yksimielisempiä kuin julkisuudessa puhutaan.
Tulevaisuuden terveydenhuollon ammattilainen taitaa robolukutaidon24.10.2024 14:38:59 EEST | Tiedote
Robottilukutaito on tulevaisuuden taito. Tällä hetkellä terveydenhuollon palvelurobotteja käytetään muun muassa opastustehtävissä, etähoidossa, kuntoutuksen apuna ja logistisissa tehtävissä. Terveydenhuollossa sovelletut robotit eivät vaadi vain digilukutaitoa, vaan erityistä robolukutaitoa, jossa robotin kanssa työskentelevä osaa paitsi toimia digitaalisessa ympäristössä, myös lukea laitetta.
Väitös: Räätälöidyllä testauksella luotettavampia ja tehokkaampia työkoneita22.10.2024 09:00:00 EEST | Tiedote
Raskaiden työkoneiden tehokkuus perustuu automaatioon ja digitaalisiin ohjausjärjestelmiin. Edistyneen automaation käyttöönottoa on hidastanut automaatioväylän komponenttien luotettavuuden arvioinnin vaikeus. FM Petteri Ojala kehitti väitöskirjassaan testausmenetelmiä ja matemaattisia malleja, joilla voidaan nopeammin ja helpommin arvioida ja ennakoida komponenttien toimintakykyä ja vikaantumista.
Tampereen korkeakouluyhteisön ja Pirkanmaan hyvinvointialueen puitesopimus vahvistaa vankkaa yhteistyötä21.10.2024 09:04:43 EEST | Tiedote
Pirkanmaan hyvinvointialue, Tampereen korkeakoulusäätiö sr ja Tampereen ammattikorkeakoulu oy ovat solmineet puitesopimuksen, jossa sovitaan yhteisen tutkimus-, kehittämis-, innovaatio- ja osaamistoiminnan (TKIO) periaatteista.
Väitös: Tutkimustyöprosessien tarkastelu auttaa ymmärtämään tutkijoiden datavuorovaikutusta21.10.2024 08:40:00 EEST | Tiedote
Tutkijan vuorovaikutus tutkimusaineistojen kanssa, eli datavuorovaikutus, on olennainen osa tutkijoiden työtä. Sitä tulisi ymmärtää paremmin, jotta tutkijoille voidaan suunnitella entistä parempia työkaluja tutkimusaineistojen etsimiseen, keräämiseen ja käyttöön. Väitöstutkimuksessaan FM Laura Korkeamäki tutki datavuorovaikutusta tarkastelemalla tutkijoiden todellisia tutkimustyöprosesseja, niissä tarvittavaa informaatiota sekä fokuksen muodostumista.
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