触觉是在世界上几个实验室中研究的主题

就在几年前，“触觉”(通过触摸进行交互)是仅在世界上几个实验室中研究的主题。随着它在触摸屏和汽车工业中的应用越来越广泛，追求这一领域的研究人员的数量自然也越来越大。特别是表面触觉受到很多关注。该领域的主要目标是通过移动设备，平板电脑和信息亭中经常使用的触摸屏向用户提供触觉反馈。

Koç大学机械工程系的ÇağatayBaşdoğan教授，机电一体化和机器人实验室主任，以及他的团队领导了触觉领域的顶尖研究小组之一。最近，一篇 文章 发表在 PNAS(科学院院刊)上，他们提出了一种新的方法。

在他们的 PNAS 文章中，他们解释了当我们用手指触摸表面时感觉不到的原因，但是当我们在表面上移动手指时感觉到摩擦。他们的出发点是，“必须改变一切，以便我们将其视为摩擦力。” Başdoğan教授和他的团队与Bo Persson博士联手，他是摩擦领域的世界知名专家，并在德国的PeterGrünberg研究所进行研究。他们关注的主题是手指的“实际”接触区域。由于真正的接触意味着纳米级的粘合，我们的手指在移动时可以很容易地从法线方向与表面分离但面临更大的力在摩擦方向。这是由于在手指移动期间表面和手指之间的气隙变化导致的粘附力和拉力效应的增加。这反映了用户摩擦力的变化。Başdoğan和他的团队的工作与众不同之处在于他们已经证明了手指真实接触区域对实际运动物理的影响。

Başdoğan和他的团队使用基于多尺度接触力学的平均场理论来研究电粘附对滑动摩擦的影响以及手指触摸屏相互作用对施加电压和其他物理参数的依赖性。他们提供了关于手指和触摸屏之间的摩擦如何取决于它们之间的静电吸引力的实验结果。所提出的模型成功地针对全尺寸(但计算要求很高)的接触力学模拟和实验数据进行了验证。

该研究表明，电粘附导致微观水平的实际接触面积增加，导致电振动切向摩擦力的增加。他们发现，应该可以通过在触摸屏上使用比当前设备中使用的更薄的绝缘膜来进一步增加摩擦力，从而进一步增强人类触觉感测。