Современная электроника №4/2026

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 38 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 4 / 2026 экспериментов по чувствительности и дифференциации стимулов чело- века для оценки возможностей меха- но-вибротактильных, переменной интенсивности, одновременных, муль- типлоскостных и оператор-агностиче- ских систем представлены ниже [1]. На рис. 1 представлен тактильный интер- фейс для кончика пальца. Из рис. 1 видно, что когда пальцы взаимодействуют с окружающей сре- дой, к примеру, во время захвата, щип- ка или пальпации, человек использует разные области/плоскости дистальной фаланги пальцев. Это может быть объ- яснено разными рецептивными поля- ми и распределением плотности четы- рёх основных механорецепторов на пальце. Таким образом, для стимуля- ции рецепторов, ответственных за так- тильную чувствительность на коже человека, тактильные интерфейсы должны адаптироваться к кривизне пальцев и обеспечивать одновремен- ные многоплоскостные стимулы, кото- рые изменяются по интенсивности и частоте. Последняя должна быть от 0 Гц до более чем 50 Гц (рис. 1а). Показаны детали формы интер- фейса кончика пальца. Ширина фор- мы составляет 18 мм, а длина – 27 мм. Расстояние между участком пальца (кожным покровом) и верхней частью интерфейса составляет 0,5 мм. На эту толщину устанавливается силиконо- вая мембрана из композитного мате- риала Dragon Skin. Именно она давит под небольшим давлением на кожу пальца, стимулируя его. С помощью той же прокладки-мембраны получа- ют данные об откликах пальца на про- изведённое давление. Соответственно, моменты давления и получения откли- ков разнесены во времени на несколь- ко миллисекунд [2]. Мягкий интерфейс для кончика пальца состоит из силиконового рука- ва (патрубков), внутренних камер и застёжек-липучек, позволяющих затя- гивать тактильный интерфейс на паль- це (рис. 1b, с). Кончик пальца условно разбит на 14 участков, распределённых попарно по семи областям, определён- ным с использованием естественных ориентиров, таких как проксималь- ный ногтевой сгиб и дистальная меж- фаланговая складка. Каждая камера герметична и соединена с выходом быстродействующих клапанов. Это соединение позволяет оперативно при- водить в действие мембрану камеры толщиной 0,5 мм, представленную на рис. 1d. Благодаря мягкости биоинспири- рованного интерфейса для кончиков пальцев человека и расположению камер в семи областях пальца элек- тронно-механический интерфейс хорошо адаптирован к изгибу паль- цев на границах фаланг, поэтому систе- ма может воздействовать на палец в нескольких плоскостях. Выбор материа- ла для интерфейса кончика пальца обу- словлен влиянием свойств материала на тактильные стимулы и необходимо- стью учитывать болевые пороги чув- ствительности человека. Его мягкость улучшает адаптацию к изгибу и участ- кам пальца, в то время как более низ- кое внутреннее давление по сравнению с другими материалами облегчает сти- муляцию. Толщина мембраны 0,5 мм при диаметре рабочей камеры менее 2 мм выбрана на основе эмпирическо- го опыта. Толстая мембрана потребова- ла бы более высокого внутреннего дав- ления для воздействия и стимуляции кожи (рис. 1с). Мембрана приводится в действие путём подачи сжатого воздуха через Система BAMH SA I: FA I: FA II: ~ 0 Гц до ~ 5 Гц ~ 5 Гц до ~ 50 Гц Палец Силиконовый рукав Силиконовый рукав Каналы для размещения трубок Разрез Силиконовые трубки Фронтальная плоскость Мембрана Камеры Вид снизу Дистальная складка межфалангового сустава Проксимальная складка ногтя Направление вращения по часовой стрелке Вид сбоку Вид спереди Диаметр 1,4 мм Толщина мембраны 0,5 мм Длина 5 мм Расстояние 9 мм Диаметр 18 мм Длина 27 мм Крючковые и петельные фиксирующие ремешки Сагиттальная плоскость ~ 40 Гц до ~ 400 Гц Характеристики системы BAMH С использованием мягкого интерфейса на кончике пальца она может предоставлять: • механо-вибротактильные стимулы; • стимулы с переменной интенсивностью; • стимулы в разных плоскостях; • одновременное применение стимулов; • стимулы в чувствительном частотном диапазоне механорецепторов прикосновения. SA II Рис. 1. Тактильный интерфейс для кончика пальца Пояснение к рис. 1: a – характеристики воздействий системы Bioinspired Adaptable Multiplanar (BAMH) через интерфейс кончика пальца; b – основными компонентами мягкого податливого интерфейса кончика пальца являются силиконовый рукав, пневматические патрубки для увеличения внутреннего давления камер и застежки-липучки для затягивания интерфейса на пальце; c – размеры и внутренняя структура интерфейса кончика пальца, где е – боковая область, а – расстояние стимулов, d – расстояние от края до края между камерами области; d – cемь областей определяются с использованием направления по часовой стрелке (CW) и естественных ориентиров дистальной фаланги, в том числе дистальной межфаланговой складки и проксимального ногтевого валика