ابتكار ثوري.. جهاز يشبه الجلد يتيح إرسال الرسائل بدون شاشة

نون - تملك بشرة الإنسان قدرة مذهلة على استشعار أنماط دقيقة من الضغط والحركة والتوقيت، بينما تظل معظم أجهزتنا الرقمية محصورة في تسجيل نقرات بسيطة وحركات محدودة. هذا التفاوت دفع العلماء لاستكشاف جيل جديد من تقنيات اللمس، عبر قفازات مزوّدة بحساسات دقيقة، وأساور ترصد تغيرات طفيفة في الضغط، وأسطح تفاعلية تبث اهتزازات خفيفة.

ورغم أن هذه المحاولات واعدة، فإن الكثير منها لا يزال محدود القدرات، وغير قادر على التقاط الإيماءات المعقدة أو تقديم ملاحظات لمسية ذات معنى.

أحد التحديات الأساسية يكمن في أن النص الرقمي يعتمد على نظام ASCII المؤلف من 128 رمزاً تشمل الحروف والأرقام وعلامات الترقيم. تحويل هذا النظام الكامل إلى إشارات لمسية محسوسة ليس مهمة سهلة، إذ يتطلب تمثيل كل حرف بطريقة واضحة يمكن إدراكها عبر اللمس فقط، دون الاستعانة بالبصر أو السمع.

لكن التطورات السريعة في المواد اللينة والذكاء الاصطناعي بدأت تفتح آفاقاً جديدة للتفاعل اللمسي. فهناك دوائر إلكترونية قابلة للتمدد تتحرك مع الجلد، ومستشعرات هلامية تلتقط القوى الدقيقة، ومحركات صغيرة تنتج اهتزازات مميّزة، إضافة إلى خوارزميات ذكية تفسّر الإشارات المعقدة في أجزاء من الثانية.

كل ذلك ساهم في تطوير رؤية جديدة يصبح فيها الجلد نفسه قناةً ثنائية الاتجاه للمعلومات. وضمن هذا التوجّه، كشفت دراسة منشورة في مجلة Advanced Functional Materials عن رقعة جلدية ناعمة تعمل كواجهة لمسية تحول اللمس إلى نص، وترسل في المقابل ردود فعل نصية عبر الجلد.

هذه الرقعة تعتمد على مزيج من حساسات أيونية إلكترونية ودوائر مرنة ومحرّكات اهتزاز صغيرة، إضافة إلى نموذج ذكاء اصطناعي قادر على تمييز أنماط الضغط، فخلق نظاماً تفاعلياً كاملاً قادراً على تمثيل جميع أحرف ASCII الـ128 عبر اللمس فقط، بحسب موقع Nanowerk.

الرقعة مصنوعة من دائرة نحاسية قابلة للتمدد مثبتة على بوليميد مرن، ما يسمح لها بالانحناء والالتواء دون أن تتلف. وتغطيها طبقة سيليكون ناعمة تمنحها صلابة قريبة من صلابة الجلد الطبيعي (435 كيلو باسكال)، ما يجعلها مريحة للارتداء والإزالة.

يعتمد المستشعر الرئيسي على مصفوفة أيونية إلكترونية تتغير سعتها عند الضغط على طبقة من ورق الأرز المغطى بالهلام. يلتقط قطب نحاسي هذه التغيرات ويحولها إلى بيانات رقمية. ولترجمة النص، يتم تقسيم كل حرف من أحرف ASCII إلى أربعة أجزاء ثنائية، بينما تحدد عدد الضغطات خلال ثوانٍ معدودة قيمة كل جزء. أما الاستجابة، فتصل للمستخدم عبر نبضات اهتزازية يتناسب عددها مع الجزء الممثل.

ولتفادي الحاجة إلى جمع بيانات ضخمة، ابتكر الباحثون نموذجاً رياضياً يحاكي سلوك الضغط الحقيقي عبر أربع مراحل: الارتفاع، الذروة، الانخفاض، والعودة.

وقد تم اختبار الرقعة في سيناريوهين، الأول: كتب مستخدم عبارة "انطلق!" عبر سلسلة من الضغطات، فقام الحاسوب بترجمتها فوراً مع إرسال تأكيد لمسي دون الحاجة للنظر.
والثاني: استخدمت الرقعة للتحكم في لعبة سباق، إذ تحرك الضغطات السيارة، بينما تشير شدة الاهتزاز إلى قرب المركبات الأخرى، اهتزاز أقوى يعني خطراً أكبر.

بهذه التكنولوجيا، يبدو مستقبل الواجهات اللمسية أقرب إلى دمج الذكاء الاصطناعي بالجسد نفسه، حيث يتحول الجلد إلى منصة تواصل رقمية كاملة.