13.03.2020
Sensor für virtuelle und taktile Interaktion
Künftig wird die Bedienung komplexer Geräte noch einfacher
Ein elektronischer Sensor, der sowohl berührungslos wie auch direkte Kontakte verarbeiten kann – diesen neuartigen Ansatz verfolgen Wissenschaftler des Institutes für Ionenstrahlphysik und Materialforschung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) sowie des Soft Electronic Laboratory der Johannes Kepler Universität Linz.
Der auf Polymer-Folien basierende Sensor lässt sich problemlos direkt auf der Haut – zum Beispiel auf einer Fingerspitze – applizieren. Das Material ist so flexibel, dass es sich an nahezu jede Umgebung und Krümmung anpasst.
Interaction Design mit neuen Optionen
Diese neue Sensortechnologie könnte der Interaktion zwischen Mensch und Maschine eine neue Qualität verleihen. Insbesondere dann, wenn man verschiedene Interaktionsprinzipien kombinieren möchte – etwa VR-Anwendungen mit realen Objekten.
Eine Versuchsanordnung zeigt das Potenzial: Auf einer Glasplatte mit einem Permangentmagneten haben die Forscher virtuelle Buttons projiziert, über die bestimmte Parameter im Raum regelbar sind. Nähert sich der mit dem Sensor ausgerüstete Finger einem Button, so wird zunächst die Schaltfunktion virtuell ausgewählt. Berührt der Finger die Platte, schaltet die Sensorik sofort auf den taktilen Modus um, der Druck des Fingers verändert dann die Einstellungen. Was bislang mehrere Teil-Interaktionen erfordert hätte, wird so zu einer einzigen Interaktion zusammengeführt.
Medizintechnik ist nur eine Anwendung
Neben Anwendungen in der Virtuellen Realität denken die Forscher auch an Einsatzmöglichkeiten in der Medizintechnik: In sterilen Umgebungen könnten medizinische Geräte berührungslos bedient werden.
Die Technologie hinter dem Sensor bezeichnen die Wissenschaftler als „Magnetisches mikroelektromechanisches System“ (m-MEMS). Sie im Prinzip besteht aus zwei Ebenen: Aus einer dünnen Polymer-Folie mit Magnetsensor und einer zweiten Folie aus Polydimethylsoloxan. Diese weist eine runde Aussparung auf, in der sich ein Permanentmagnet mit weicher, pyramidenartiger Oberfläche befindet. Exakt darüber befindet sich die erste Folie mit ihrem Magneten. Berührt der Sensor nun eine Oberfläche, dann rückt der Permanentmagnet näher an den Magnetsensor, externe Magnetfelder werden überlagert und der elektrische Widerstand im Sensor steigt sofort an. Der Übergang von der virtuellen zur taktilen Interaktion wird so eindeutig registriert.
Quelle: Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung