Kuidas inimese sõrmed molekule tajuvad

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Kas olete kunagi mõelnud, kui terav on inimese kompimismeel? Varasemad tööd on näidanud, et meie sõrmed suudavad tuvastada isegi 13 nanomeetri kõrgusi muhke. Ja igaüks meist, silmad kinni, eristab puitu metallist ja plastist, kuna need materjalid on erineva tekstuuriga ja neelavad erineval viisil sõrmede soojust. Kuid San Diego California ülikooli teadlased on avastanud, et puudutuse kaudu saavad inimesed tajuda erinevust kahe pinna vahel, mis erinevad ainult molekulide pealmise kihi poolest.

Professor Darren Lipomi juhitud meeskond kasutas kahte räniplaati, millest üks oli kaetud oksüdeeritud kihiga, milles domineerisid hapnikuaatomid, ja teine süsinik-fluoripõhise teflonmaterjaliga. Mõlemad plaadid olid siledad ja nägid üsna ühesugused välja.

Esimeses katses paluti 15 vabatahtlikust koosneval rühmal libistada sõrm üle kolme plaadi ja arvata, milline neist erineb kahest teisest. Osalejad läbisid testi 71% ajast.

Teine katse osutus keerulisemaks. Teadlased on piklikele räniplaatidele kandnud kaheksa oksüdeeritud ja teflonkihi põikitriipu. Nendel ribadel täitsid erinevad materjalid kahendkoodi "ühte" ja "nullide" rolli ning igal plaadil krüpteeriti kaheksabitise ASCII tähestiku täht.

Seekord suutsid kümme katses osalenud üheteistkümnest, ilmselt mitte kaugel programmeerimisest, näpuga mööda plaate libistades dešifreerida sõna Lab (Laboratoorium). Neil kulus selleks keskmiselt vähem kui viis minutit.

Teadlaste sõnul saavad inimesed neid erinevusi tunda erinevate libisevate hõõrdejõudude tõttu, mis tekivad siis, kui kaks puhkeasendit hakkavad üksteise suhtes libisema. Just selle nähtuse tõttu tekib uksehingede krigisemine või peatuva rongi müra.

Katsete käigus selgus, et erinevate pindade äratundmise efektiivsus sõltub sellest, kui kiiresti sõrm liigub ja kui tugevalt taldrikule vajutab.

Lipomi ja tema kolleegid lõid "anduri ja rõhuanduriga tehissõrme", mis viidi läbi erinevate materjalide. Pärast andmete arvutimudeliga töötlemist avastasid nad, et mõne kiiruse ja rõhu kombinatsiooni juures muutusid pindadevahelised erinevused täiesti tabamatuks.

"Meie tulemused näitavad inimese märkimisväärset võimet leida kiiresti õige jõu ja kiiruse kombinatsioon, et tajuda nende pindade erinevust," ütleb Lipomi pressiteates. Huvitaval kombel võib seda erinevust tajuda ka ühe anduriga tehissõrm.. pole midagi pistmist meie naha sadade närvilõpmetega ning sidemete, liigeste, randmete, küünarnuki ja õla retseptoritega, mis võimaldavad inimestel puudutamisel tunda väikseid erinevusi.

Ajakirjas Materials Horizons avaldatud uurimistulemused on selliste tehnoloogiate nagu e-nahk, puutetundlikud proteesid ja virtuaalse reaalsuse juhtseadised väljatöötamisel ülimalt olulised.