위험이 가까우면 진동하는 웨어러블 패치

휴대폰으로 날씨가 좋지 않거나 교통량이 많을 때 알림을 받을 수 있습니다. 그러나 일부 위험은 귀하가 이를 인지할 때까지 기다릴 수 없습니다. 위험한 가스가 이미 당신을 둘러싸고 있을 수 있습니다. 오염된 물은 완벽하게 정상으로 보일 수 있습니다. 휴대폰을 열고 알림을 확인할 때쯤에는 이미 위협에 맞서 귀중한 시간을 보낸 것일 수 있습니다.

노스캐롤라이나 주립대학교 연구원들은 이 알림 프로세스에서 전화를 제거하는 웨어러블 패치를 개발했습니다. 이 장치는 환경 위험을 감지한 다음 피부에 직접 진동합니다.

다양한 진동 패턴을 통해 어떤 패치가 위협을 감지했는지 알려줍니다. 한편, 관련 버전은 로봇에게 자신만의 화학적 인식 형태를 제공합니다.

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옷은 성인에게 도움이 됩니다

연구원들은 위험한 가스와 수질 오염 물질을 감지한 다음 전화기를 확인하기 전에 피부에 직접 진동하여 사용자에게 경고하는 웨어러블 패치를 개발했습니다. (커트 “사이버가이” 크누츠슨)

바로 느낄 수 있는 웨어러블 알림

정사각형 패치는 운전면허증보다 약간 작습니다. 따라서 옷에 부착하거나 피부에 직접 바르기에 충분히 컴팩트합니다. 내부적으로 마이크로컨트롤러는 패치의 두뇌 역할을 합니다. 작은 배터리가 시스템에 전원을 공급합니다. 6개의 센서가 환경의 잠재적인 위험을 모니터링합니다.

연구원들은 대기 및 수질 오염 물질의 위협을 감지하는 센서를 설계했습니다. 예로는 유해 가스 및 중금속이 있습니다. 패치가 위험을 감지하면 작은 액추에이터가 피부에 진동합니다. 이 물리적 알림은 다른 전화 알림보다 무시하기가 어렵습니다.

논문 제1저자이자 박사학위를 받은 에림 우즈노글루(Erim Uzunoglu)는 “위험한 물질과 접촉하게 된다면 가능한 한 빨리 이를 알릴 필요가 있다”고 말했다. NC 주립대 학생입니다. 이번 연구는 과학저널 디바이스(Device)에 게재됐다.

패치가 전화 알림 대신 진동을 사용하는 이유

환경 센서가 이미 존재합니다. 많은 사람들이 스마트폰으로 알림을 보낼 수 있습니다. 그러나 이 접근 방식은 귀하의 인식에 따라 다릅니다. 휴대폰은 주머니에 있을 수도 있고, 가방 속에 묻혀 있을 수도 있고, 직장에 있는 동안 꺼져 있을 수도 있습니다.

물리적 진동은 이러한 추가 단계를 제거합니다. 센서가 잠재적인 위험을 감지하면 신체에 경고가 전송됩니다. 그러나 연구진은 소형 진동 모터를 추가하는 것만으로는 충분하지 않다는 사실을 발견했습니다. 감각은 불편함 없이 강하고 명확하게 느껴져야 합니다.

이 문제를 해결하기 위해 그들은 모터와 피부 사이에 작은 질감의 표면을 만들었습니다. 이러한 표면은 융기된 언덕의 미니어처 모델과 유사합니다. 충격의 크기와 간격을 변경하여 팀은 각 진동의 느낌을 조정했습니다. 그 결과, 경고를 보기가 더 쉬워졌습니다. 이 디자인은 경보음이 배경으로 사라질 수 있는 시끄러운 환경에서 유용할 수 있습니다.

다양한 진동 패턴으로 각 위험이 정의됩니다.

스티커는 각 알림에 대해 동일한 소리 감각을 사용하지 않습니다. 대신 각 위험에 대해 별도의 햅틱 시퀀스를 생성합니다. 샘플은 위험한 가스를 나타낼 수 있습니다. 또 다른 사람은 물 속의 오염 물질에 대해 경고할 수도 있습니다.

이렇게 하면 패치와 패치를 착용한 사람 사이에 작은 촉각 혀가 생성됩니다. 따라서 표시를 확인하지 않고도 위협 유형을 이해할 수 있습니다. 개념 증명 테스트에서 패치는 성공적으로 표적 물질을 식별했습니다. 또한 즉시 적절한 분위기를 조성했습니다.

그러나 사람들은 각 패턴이 의미하는 바를 이해하는 데 시간이 필요합니다. 여러 가지 위험이 있는 작업장에서는 철저한 교육이 중요합니다.

태양전지는 배터리 수명 연장에 도움이 됩니다

웨어러블 안전 장치는 낮 시간에 배터리가 방전되면 보호 기능이 거의 제공되지 않습니다. 이러한 위험을 줄이기 위해 연구진은 패치 외부에 박막 광전지를 배치했습니다. 이 셀은 장치가 닫혀 있을 때 태양 에너지를 수집합니다.

태양전지는 내부 배터리와 함께 작동합니다. 동시에 센서는 상대적으로 적은 전력을 사용합니다. 테스트하는 동안 이 장치 조합은 약 24시간 동안 작동했습니다. 이 근무 시간은 전체 근무 시간을 포괄할 수 있습니다. 그러나 실제 성능은 햇빛, 센서 성능 및 패치 착용 방법에 따라 달라집니다.

전자 문신에 하트 컬러링이 가능한가요?

새로운 웨어러블 센서는 진동 패턴을 사용하여 사용자에게 환경 위험을 경고하고, 동반 시스템은 로봇에게 화학적 위험을 감지할 수 있는 기능을 제공합니다. (커트 “사이버가이” 크누츠슨)

연구원들은 로봇에게 화학적 경고 시스템을 제공합니다

팀이 패치를 개발하는 동안 연구원들은 또 다른 질문을 고려하기 시작했습니다. 로봇도 동일한 터치 알림 시스템을 사용할 수 있나요? 이 아이디어는 e-skin이라고도 불리는 전자 피부로 이어졌습니다.

로봇 버전은 압전층 위에 센서 패치를 배치합니다. 패치가 진동하면 이 움직임이 전기 신호를 생성합니다. 로봇은 신호를 읽고 진동 패턴을 결정할 수 있습니다. 그런 다음 무선 메시지를 기다리지 않고 감지된 위협에 대응할 수 있습니다.

실험 중에 연구진은 다리가 네 개 달린 로봇에 전자 피부를 부착했습니다. 로봇은 화학적 위험을 감지하면 방향을 바꾸고 더 안전한 경로를 택했습니다. 이 시스템은 로봇이 인간에게 위험한 장소를 찾는 데 도움을 줄 수 있습니다. 또한 무선 연결이 불안정해질 때 기기가 응답하도록 할 수도 있습니다.

로봇의 전자 피부가 중요한 이유

대부분의 로봇은 카메라와 디지털 지침을 사용하여 환경을 이해합니다. 하지만 카메라가 항상 위험한 가스나 눈에 보이지 않는 오염물질을 감지할 수는 없습니다. 전자 피부는 로봇이 위험을 감지할 수 있는 또 다른 방법을 제공합니다. 더 중요한 것은 화학적 인식을 로봇 신체의 물리적 신호로 변환한다는 것입니다.

이러한 직접 연결은 더 빠른 결정을 지원할 수 있습니다. 로봇은 응답하기 전에 감각 데이터를 원격 컴퓨터로 전송할 필요가 없습니다. 예를 들어, 로봇은 누출 여부를 관찰하면서 산업 현장을 검사할 수 있습니다. 위험한 물질을 만나면 멈추거나 방향을 바꿀 수 있습니다.

그러나 이 작업은 아직 개념 증명 단계에 머물러 있습니다. 연구원들은 시스템이 고위험 임무를 지원하기 전에 더 가혹한 조건에서 시스템을 테스트해야 합니다.

조립식 부품으로 생산이 용이해집니다.

많은 실험 장치는 특수 구성 요소에 의존합니다. 이러한 맞춤형 부품은 비용을 증가시키고 생산 속도를 늦출 수 있습니다. 대신 연구자들은 이미 사용 가능한 구성 요소를 사용하여 이 전자 패치와 스킨의 대부분을 만들었습니다. 소수의 요소에만 맞춤형 엔지니어링이 필요했습니다. 이를 통해 기술을 더 쉽게 확장할 수 있습니다.

센서 어레이도 모듈식입니다. 개발자는 특정 환경에 불필요한 센서를 제거할 수 있습니다. 그런 다음 특정 작업이나 위치와 관련된 위험에 대한 센서를 추가할 수 있습니다. 수질 담당관은 화학물질 유출 지역을 점검하는 사람과는 다른 설정이 필요합니다.

이것이 당신에게 무엇을 의미합니까?

지금은 이 웨어러블 취약점 탐지 패치를 구입할 수 없습니다. 그러나 연구에 따르면 안전 경고가 스크린과 스피커를 통해 어떻게 전달될 수 있는지 보여줍니다. 피부의 진동은 휴대폰의 알림보다 더 빨리 도달할 수 있습니다. 이는 매 순간이 노출에 영향을 미칠 때 특히 유용할 수 있습니다.

이 기술은 결국 화학 물질 근처에서 작업하거나 의심스러운 물 공급을 검사하는 사람들에게 도움이 될 수 있습니다. 또한 응급팀이 날씨가 위험한 지역에 진입하는 데 도움이 될 수도 있습니다. 그러나 몇 가지 질문이 남아 있습니다. 연구자들은 반복적인 마모와 가혹한 조건에 노출된 후의 성능을 파악해야 합니다. 또한 허위 경보를 줄이고 진동을 완화해야 합니다. 편의성도 중요한 역할을합니다. 안전 패치는 사람들이 낮 동안 기꺼이 착용하려는 경우에만 작동합니다.

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노스캐롤라이나 주립대학교의 과학자들은 직원들이 스마트폰 알림 대신 터치를 통해 유해 화학물질을 감지할 수 있도록 돕는 스마트 패치를 개발했습니다. (커트 “사이버가이” 크누츠슨)

커트의 주요 리뷰

경고는 제때에 도달할 때만 귀하를 보호할 수 있습니다. 절대 확인할 수 없는 휴대폰에 의존하지 않고, 이 웨어러블 패치는 알람을 피부에 직접 전달합니다. 개별 진동 패턴은 특히 영리합니다. 화면을 보기도 전에 어떤 위험이 임박했는지 알려줄 수 있습니다. 한편, e-skin 로봇은 기계에 대한 화학적 위협의 물리적 경로를 인식하고 이를 피합니다. 이는 궁극적으로 사람들을 위험한 지역으로부터 멀어지게 할 수 있습니다. 다음 과제는 성공적인 실험실 프로토타입을 일상적으로 사용하기에 내구성이 있고 편안하며 신뢰할 수 있는 것으로 바꾸는 것입니다.

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