Kuinka ihmisen sormet havaitsevat molekyylejä
Kuinka ihmisen sormet havaitsevat molekyylejä

Video: Kuinka ihmisen sormet havaitsevat molekyylejä

Video: Kuinka ihmisen sormet havaitsevat molekyylejä
Video: Venäläinen tapakulttuuri tutuksi -luento 2024, Saattaa
Anonim

Oletko koskaan miettinyt, kuinka akuutti ihmisen tuntoaisti on? Aiemmat työt ovat osoittaneet, että sormemme voivat havaita jopa 13 nanometrin korkeita kuoppia. Ja jokainen meistä silmät kiinni erottaa puun metallista ja muovista, koska näillä materiaaleilla on erilaiset rakenteet ja ne imevät sormien lämpöä eri tavoin. Mutta Kalifornian yliopiston San Diegossa tutkijat ovat havainneet, että kosketuksen avulla ihmiset voivat aistia eron kahden pinnan välillä, jotka eroavat toisistaan vain molekyylien yläkerroksessa.

Professori Darren Lipomin johtama ryhmä käytti kahta piikiekkoa, joista toinen oli päällystetty hapettuneella kerroksella, jota hallitsevat happiatomit ja toinen hiili-fluoripohjaisella teflonmateriaalilla. Molemmat levyt olivat sileitä ja näyttivät melko samalta.

Ensimmäisessä kokeessa 15 vapaaehtoisen ryhmää pyydettiin liu'uttamaan sormeaan kolmen levyn poikki ja arvaamaan, mikä niistä erosi kahdesta muusta. Osallistujat läpäisivät testin 71 % ajasta.

Toinen testi osoittautui vaikeammaksi. Tutkijat ovat levittäneet kahdeksan poikittaista raitaa hapettuneesta ja teflonkerroksesta pitkänomaisiin piikiekoihin. Näissä nauhoissa eri materiaalit esittivät binäärikoodin "ykkösten" ja "nollien" roolia, ja jokaiselle levylle salattiin kahdeksan bitin ASCII-aakkoston kirjain.

Tällä kertaa kymmenen kokeen yhdestätoista osallistujasta, jotka eivät ilmeisesti olleet kaukana ohjelmoinnista, pystyivät tulkitsemaan sanan Lab (laboratorio) liu'uttamalla sormeaan levyjä pitkin. Heiltä meni keskimäärin alle viisi minuuttia.

Tutkijoiden mukaan ihmiset voivat tuntea nämä erot erilaisista liukukitkavoimista johtuen, kun kaksi levossa olevaa esinettä alkaa liukua toistensa suhteen. Tästä ilmiöstä aiheutuu oven saranoiden narinaa tai pysähtyvän junan ääntä.

Testien aikana kävi ilmi, että eri pintojen tunnistamisen tehokkuus riippuu siitä, kuinka nopeasti sormi liikkuu ja kuinka lujasti se painaa levyä.

Lipomi ja hänen kollegansa loivat "keinotekoisen sormen anturilla ja paineanturilla", joka ohjattiin eri materiaalien yli. Käsiteltyään tietoja tietokonemallilla he havaitsivat, että joillakin nopeuden ja paineen yhdistelmillä pintojen väliset erot tulivat täysin käsittämättömiksi.

"Tuloksemme osoittavat ihmisen huomattavan kyvyn löytää nopeasti oikea voiman ja nopeuden yhdistelmä näiden pintojen välisen eron havaitsemiseksi", Lipomi sanoo lehdistötiedotteessa. Mielenkiintoista on, että "keinotekoinen sormi", jossa on yksi anturi, voi myös havaita tämän eron..ei mitään tekemistä ihomme satojen hermopäätteiden ja nivelsiteiden, nivelten, ranteiden, kyynärpäiden ja olkapäiden reseptoreiden kanssa, joiden avulla ihmiset voivat tuntea pieniä eroja koskettaessaan."

Materials Horizonsissa julkaistut tutkimustulokset ovat perustavanlaatuisia teknologioiden, kuten e-skinin, tuntoproteesien ja kosketusnäkyvien virtuaalitodellisuuden ohjaimien, kehittämisessä.

Suositeltava: