Человекомашинный коммуникационный интерфейс на основе черного фосфора

Исследования, проводимые профессором Мартином Пумерой и доктором Яном Выскочилом, могут произвести революцию в общении людей с нарушениями зрения или речи, предоставив интуитивно понятные и эффективные средства передачи информации.

BP@PANI тактильный датчик для слуховой обратной связи. Цифровая фотография массива тактильных датчиков на основе шестипиксельной BP@PANI для обратной связи между нажатием и звуком. b-e Цифровые фотографии различных рисунков азбуки Брайля, преобразованных в звуковые сигналы. f Press-to-audio иллюстрирует преобразование «наноматериалов» шрифтом Брайля в звуковые сигналы. Фото: Химико-технологический университет Праги

Вспомогательная технология, использующая слуховую обратную связь, традиционно использовалась людьми с нарушениями зрения или речевыми и языковыми трудностями. В этом исследовании основное внимание уделялось созданию слухового человеко-машинного интерфейса, который использует звук в качестве платформы для общения между пользователями с ограниченными возможностями и обществом. Исследователи разработали пьезорезистивный тактильный датчик с использованием композита черного фосфора и полианилина (BP@PANI) посредством простого процесса химической окислительной полимеризации на хлопчатобумажной ткани.

Уникальная структура и превосходные электрические свойства черного фосфора в сочетании с большой площадью поверхности ткани позволили тактильному датчику на основе BP@PANI продемонстрировать исключительную чувствительность, чувствительность к низкому давлению, разумное время отклика и превосходную стабильность цикла. Чтобы продемонстрировать реальное применение, был создан прототип устройства, включающий шесть BP@PANI тактильных датчиков, соответствующих символам Брайля. Это устройство может преобразовывать напечатанный текст в аудио, помогая людям с нарушениями зрения или речи читать и печатать.

Доктор Ян Выскочил (Jan Vyskočil), соавтор исследования, подчеркивает практические применения: «Тактильный датчик, который мы разработали, может значительно улучшить жизнь людей с нарушениями зрения или речи. Благодаря возможности преобразования символов Брайля в аудио, эта технология облегчает изучение и чтение букв Брайля, тем самым улучшая коммуникативные способности. Кроме того, он может быть применен для создания портативных электронных книг, обеспечивая универсальный инструмент для образования и доступности».

Это исследование представляет собой значительный шаг вперед в области вспомогательных технологий, предлагая новый подход к слуховым человеко-машинным интерфейсам. Использование тактильных датчиков на основе черного фосфора демонстрирует потенциал слоистых и 2D-материалов в разработке высокочувствительных и стабильных устройств. Масштабируемый и экономичный процесс изготовления предлагаемой технологии еще больше повышает ее потенциал для широкой интеграции в будущую носимую электронику.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Оригинал статьи: Jayraj V. Vaghasiya et al, Black phosphorous-based human-machine communication interface, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-022-34482-4 🔗