Video: Come le dita umane percepiscono le molecole
2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08
Ti sei mai chiesto quanto sia acuto il senso del tatto di una persona? Il lavoro precedente ha dimostrato che le nostre dita possono rilevare protuberanze fino a 13 nanometri di altezza. E ognuno di noi con gli occhi chiusi distinguerà il legno dal metallo e dalla plastica, perché questi materiali hanno trame diverse e assorbono il calore delle dita in modi diversi. Ma i ricercatori dell'Università della California, San Diego, hanno scoperto che attraverso il tatto, gli esseri umani possono percepire la differenza tra due superfici che differiscono solo nello strato superiore di molecole.
Il team, guidato dal professor Darren Lipomi, ha utilizzato due wafer di silicio, uno rivestito con uno strato ossidato dominato da atomi di ossigeno e l'altro ricoperto con un materiale in teflon a base di fluoro e carbonio. Entrambi i piatti erano lisci e sembravano più o meno uguali.
Nel primo esperimento, a un gruppo di 15 volontari è stato chiesto di far scorrere il dito su tre piatti e di indovinare quale fosse diverso dagli altri due. I partecipanti hanno superato il test il 71% delle volte.
La seconda prova si è rivelata più difficile. Gli scienziati hanno applicato otto strisce trasversali di uno strato ossidato e di teflon a wafer di silicio allungati. In queste strisce, diversi materiali svolgevano il ruolo di "uno" e "zeri" del codice binario e su ciascuna lastra era crittografata una lettera dell'alfabeto ASCII a otto bit.
Questa volta, dieci degli undici partecipanti all'esperimento, apparentemente non lontani dalla programmazione, sono riusciti a decifrare la parola Lab (Laboratorio) facendo scorrere il dito lungo i piatti. Ci sono voluti, in media, meno di cinque minuti.
Secondo i ricercatori, le persone possono percepire queste differenze a causa delle diverse forze di attrito di scorrimento che si verificano quando due oggetti a riposo iniziano a scivolare l'uno rispetto all'altro. È a causa di questo fenomeno che si genera lo scricchiolio dei cardini delle porte o il rumore di un treno in arresto.
Durante i test, è emerso che l'efficacia del riconoscimento di diverse superfici dipende dalla velocità con cui il dito si muove e dalla forza con cui preme sul piatto.
Lipomi e i suoi colleghi hanno creato un "dito artificiale con un sensore e un trasduttore di pressione", che è stato passato su vari materiali. Dopo aver elaborato i dati con un modello al computer, hanno scoperto che con alcune combinazioni di velocità e pressione, le differenze tra le superfici diventavano completamente elusive.
"I nostri risultati mostrano una notevole capacità umana di trovare rapidamente la giusta combinazione di forza e velocità per percepire la differenza tra queste superfici", afferma Lipomi in un comunicato stampa. È interessante notare che anche un "dito artificiale" con un solo sensore può percepire questa differenza. niente a che vedere con le centinaia di terminazioni nervose nella nostra pelle e i recettori nei legamenti, nelle articolazioni, nei polsi, nei gomiti e nelle spalle che permettono alle persone di sentire piccole differenze quando vengono toccate."
I risultati della ricerca, pubblicati su Materials Horizons, sono fondamentali per lo sviluppo di tecnologie come e-skin, protesi tattili e controlli tattili di realtà virtuale.
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