Method Article
هنا نقوم بإنشاء طريقة لطلاء السطح من جهاز الموجات الصوتية السطحية (ص) مع الفيلم تفلون غير متبلور لتحسين كفاءة الانحلال المطلوبة للتطبيق عرض حاسة الشم.
ولما أولفاكشن معنى هاما في الواجهات البشرية، قمنا بتطوير عرض حاسة الشم استخدام رذاذ الموجات صوتية سطحية (ص) والصغرى-موزعات. في هذا العرض حاسة الشم، المهم كفاءة الانحلال تفاديا لرائحة استمرار المشاكل التي غالباً ما تصادف في واجهات حاسة الشم البشرية. وهكذا، الجهاز المنشار هي مغلفة بالفيلم تفلون غير متبلور لتغيير طبيعة الركازة من ماء إلى مسعور. كما أن من الضروري أن سيلانيزي على سطح الركازة كهرضغطية قبل طلاء تفلون لتعزيز الالتصاق الفيلم. واعتمد أسلوب طلاء وتراجع للحصول على طلاء موحد على الركازة. صمام الملف اللولبي عالية السرعة كموزع الصغرى إلى صنبور معالجة تجميعية سائل إلى السطح رأي الجهاز نظراً لدقتها وإمكانية تكرار نتائج عالية. ثم، الانحلال أصبح أسهل على الركازة مسعور. في هذه الدراسة، ودرس طلاء تفلون غير متبلور للتقليل إلى أدنى حد السائل المتبقية على الركازة بعد الانحلال. أن هدف البروتوكول هو موضح هنا لإظهار طرق طلاء سطح جهاز منشار مع غير متبلور تفلون الفيلم وتوليد رائحة استخدام رذاذ المنشار وموزع الصغرى، متبوعاً باختبار حسية.
وعلى الرغم من شعبية الأجهزة لتحفيز الحواس البصرية والسمعية، لا يمكن أن نقدم جميع الأحاسيس التي نفهمها؛ على الرغم من أننا يمكن أن تقدم عادة ضجة كبيرة باستخدام هذه الحواس اثنين فقط. على شاشة عرض حاسة الشم هي أداة التي يمكن أن يقدم رائحة، ويتم استخدامه في الواقع الافتراضي كي يدرك مستخدم الروائح1،2،،من34،،من56، 7. منذ أولفاكشن يساهم المشاعر إلى حد كبير، لا غنى عنه لتعزيز واقع حافز حاسة الشم. وقد درسنا سابقا أفلام الرسوم المتحركة، والألعاب مع الروائح8،9.
وقد درس الباحثون عدة يعرض حاسة الشم؛ على سبيل المثال، درست ياناجيدا بروجيكتور رائحة يسلم رائحة إلى شخص معين، حتى عندما لا أحد حوله تتصور أنه1. لقد درسنا يامادا et al. رائحة مصدر تعريب في الفضاء الافتراضي باستخدام نموذج توزيع غاوسي بسيطة لرائحة تركيز2. وقد اقترح كيم وآخرون مفهوم صفائف ثنائية الأبعاد لأجهزة إطلاق رائحة 3. وعلاوة على ذلك، قد يعرض حاسة الشم يمكن ارتداؤها بسيطة والصفيف التدريجي بالموجات فوق الصوتية للتحكم في اتجاه هذه الروائح المقترحة4،،من56.
واحدة من المشاكل في العرض حاسة الشم استمرار رائحة. مستخدم قد كشف الرائحة حتى بعد فإنه يهدف إلى تغيير الجو أو رائحة أخرى. نظراً لأنه من الأفضل للتبديل بين العطور، في أسرع وقت ممكن في الواقع الافتراضي، يجب أن تدرس المشكلة استمرار رائحة.
وقد درسنا العرض حاسة الشم مع دالة من مزج العديد من المكونات. قمنا بتطوير هذا النظام باستخدام الملف اللولبي صمامات مع التبديل عالي السرعة10سابقا. على الرغم من أنه ستابلي يمزج بين العديد من المكونات، ونحن يمكن أن لا بعد حل مشكلة استمرار رائحة. وهكذا، منذ ذلك الحين طورنا العرض حاسة الشم استخدام موزعات الصغرى و رذاذ شهد11. على الرغم من أن قد استخدمت تقنيات مشابهة لمعالجة قطيرات12،،من1314، قدمنا طلبا برائحة الجيل. شهد الجهاز مناسب لتفتيت قطيرات نظراً لأنه يمكن فتت قطيرات فورا من15،،16؛ ومع ذلك، وجدنا أن قطيرات صغيرة البقاء على الركازة كهرضغطية بعد الانحلال. هذه قطيرات صغيرة تسبب استمرار الرائحة، حتى لو كان من صغار معظم السائل.
عادة، يتم حل عطر في مادة مذيبة مثل الإيثانول لتقليل اللزوجة. ومع ذلك، ينتشر العطر المخفف على سطح الركازة كهرضغطية نظراً لطبيعته ماء، وتتدهور كفاءة الانحلال عندما ينتشر رقيقة. وهكذا، جزءا من بقايا السائل حتى بعد الانحلال، التي لا يمكن إزالتها حتى لو كان يزيد من طاقة الترددات اللاسلكية. منذ المذيب يتبخر بعد فترة وجيزة، إلا العطر يبقى على والعصي على الركازة.
في هذه الدراسة، ونحن معطف على سطح الركازة كهرضغطية مع رقيقة تفلون غير متبلور حتى يصبح الماء في الطبيعة. وبما أننا يمكن أن تبقى في المجال التجميعية مثل على سطح الماء، يقلل من الطاقة اللازمة لفصل السائل من على سطح الركازة. ومن المتوقع أن تحسين كفاءة الانحلال عند سطح الجهاز منشار يصبح مسعور. والهدف العام لهذا الأسلوب تحسين كفاءة الانحلال حيث أن رائحة ترد فورا ويمكن أن تختفي بسرعة بعد تقديمه، في نهاية المطاف للتطبيق إلى حاسة الشم عرض. في هذه الورقة، ونحن إظهار كيف جهاز شهد هي مغلفة بغير متبلور تفلون الفيلم وتثبت في تحسين كفاءة الانحلال ووصفت نتائجه التجريبية في مرجع17.
الأساليب الموصوفة هنا أقرها "البشرية بحوث أخلاقيات اللجنة من معهد طوكيو للتكنولوجيا".
1-شهدت إعداد الجهاز والتحقق من مقاومة
2-سيلانيزيشن
3. طلاء تفلون غير متبلور
4-إنشاء التجريبية للانحلال
5-الانحلال
6-الكشف عن الروائح
ميكروليتير واحد من الإيثانول انصب على ركائز3 العارية والمغلفة كل لينبو (الإيثانول كان عادة ما تستخدم كمذيب للعطور). طبقة رقيقة من الحل الإيثانول تشكلت بعد ذلك تنتشر على الركازة (الشكل 6 (أ))؛ من ناحية أخرى، أبقى الشكل مثل المجال على الركازة المغلفة (الشكل 6b). زاوية الاتصال ميكروليتير واحد من المياه ارتفع من 50 إلى 110 درجات بعد طلاء تفلون غير متبلور (الشكل 6 ج ود 6). ووجد أن طلاء تفلون غير متبلور تعزيز طبيعة مسعور. شكل مثل المجال الحبرية أبقى على الركازة المغلفة، بينما السائل تنتشر في طبقة رقيقة على الركازة العارية.
المقبل، كانت التجربة مع الانحلال 200 nL خزامي المنجز (الشكل 7). الصور اللاحقة للانحلال دون ومع طلاء تظهر في الشكل 7a و 7b، على التوالي. مقياس الوقت في الصور تم الحصول عليها من عدد الإطارات التي تم تسجيلها بكاميرا رقمية. خزامي كانت مخففة مع الإيثانول (نسبة التخفيف: 50: 1 v/v). على الركازة العارية، انتشار السائل فورا بعد أن تم الاستغناء عن. في 33 مللي ثانية، وقع نزعات قوية في وسط سائل، بينما تم إنشاؤها فقط محدودة الضباب على حافة السائلة داخل الدائرة كما هو موضح في الشكل 7 ألف. في 100 مللي ثانية، توقف الانحلال؛ لذلك، رغم حدوث الانحلال في البداية، توقفت بعد وقت قصير. وبعد ذلك، ظلت جزءا من السائل. بينما تبخر المذيب سريعاً، ظلت المذاب جزئيا على سطح الركازة؛ وهكذا، المذاب المتبقية بسبب استمرار رائحة خطيرة. من ناحية أخرى، استمر الشكل مثل المجال مع زاوية الاتصال لأكثر من 90 درجة في الركيزة المغلفة بعد أنه تم الاستغناء عن (الشكل 7). تم إنشاء رذاذ تتركز أثناء الانحلال. وتركت بعد الانحلال، أقل بكثير السائل في منطقة صغيرة في منطقة أصغر مقارنة بالركيزة العارية. منذ السائل المتبقية لم يكن سطح السلس وكاملة ولكن بدلاً من ذلك تشكيل قطرات واحدة صغيرة، من الصعب أن دقة حساب تغطية قطرات على طلاء تفلون. تحدث تقريبا، وكان السائل المتبقية على سطح الماء في معظم 10% من ذلك على سطح ماء.
رقم 1: رذاذ المنشار. (أ) تكوين الجهاز المنشار و (ب) مبدأ رذاذ المنشار. قطب كهربائي، يتكون من الذهب والكروم. يتم طبع الشكل 1a مع إذن20. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 2: شهد الجهاز على لوحة دوائر المطبوعة.
الشكل 3: تراجع المغطى المستخدمة في هذه الدراسة.
الشكل 4: الوقت متواليات. (أ) الموجي إشارة انفجر الترددات اللاسلكية. القيم النموذجية للخامسpp وتيآر هي 85 الخامسف ف و 1 ق، على التوالي. دورة واجبا نموذجية مثل/Tحتيآر هو 10%. (ب) تطبيق موزع الصغرى الموجي. النموذجي Tw T, و N هي 1 ms و 10 مللي ثانية، و 70 البقول، على التوالي.
الرقم 5: الإعداد التجريبية لتفتيت الحبرية السائل- الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 6: مقارنة بين شكل القطرة السائلة بين سوبتراتيس العارية والمغلفة. يظهر هي طريقة عرض (أ) أعلى من رقيقة على سطح نيوبات الليثيوم العارية وعرض (ب) الجانب من الحبرية السائل على واحد المغلفة. واستخدمت ميكروليتير واحد من الإيثانول في كلا (أ) و (ب). هنا، (ج) و (د) إظهار آراء الجانب ميكروليتير واحد من المياه على ركائز العارية والمغلفة، على التوالي. واستنسخ هذا الرقم مع إذن17. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 7: الانحلال الحبرية السائل- سيظهر هي (أ) ماء السطح (نيوبات الليثيوم العارية) وسطح (ب) مسعور (الركيزة المغلفة مع تفلون غير متبلور). العينة هو 200 nL خزامي. واستنسخ هذا الرقم مع إذن17. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 8: الصغرى-موزع استناداً إلى صمام الملف لولبي. سيظهر هي المبدأ (أ) الصغرى-موزع و (ب) دارة سائق لقناة واحدة. تم طبع هذا الرقم مع إذن20. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 9: تطبيق رذاذ المنشار مغطاة بطبقة غير متبلور تفلون الفيلم. البحوث المظاهرة من واجهات المستخدم الذكي (IUI) الندوة 2018 في طوكيو، اليابان.
واحدة من العناصر الأساسية في هذه الدراسة هي الصغرى-موزع من18،صمام الملف اللولبي عالية السرعة19. ويبين الشكل 8 أ مبدأ هذا الصغير-موزع. كان يقودها المكبس لفائف كهرومغناطيسي. لها منفذاً مغلقة تماما بالمكبس أثناء مرحلة إيقاف التشغيل. المكبس سرعة التحركات الرامية إلى رسم السائل في الجبهة خلال فترة قصيرة في المرحلة، فإنه يتحرك مرة أخرى إلى الموقع الأصلي وطائرات من قطرات سائل صغيرة من فوهة صمام الملف اللولبي، التي تحركها الدارة المبينة في الشكل 8b. مقدار قطرات السائل واحد نانوليتيرس قليلة. التردد الصمام بين 1 و 1000 هرتز، عرض النبض الأدنى 0.5 مللي ثانية، ويعمل أسرع بكثير من صمام الملف لولبي نموذجية. وكانت المسافة النموذجية بين الفوهة صمام الملف اللولبي والركيزة 15 ملم. وبينت هذه الدراسة أن كمية السائل أدق واستنساخه؛ وعلاوة على ذلك، أنها قوية ضد الفقاعات.
استمرار رائحة يخفض جذريا نظراً كواتينجوهين تفلون غير متبلور يستخدم على شاشة عرض حاسة الشم استناداً إلى رذاذ شاهد21. فإنه يمكن زيادة تحسين عند استخدام قناة مخصصة لتسليم المواد المذيبة على سطح الركازة للتنظيف.
الخطوة الحاسمة في البروتوكول هو يدوياً ضبط وتيرة الإثارة رذاذ عند فإنه ينحرف عن واحد مثلى. هذا ينبغي أن يكون تنفيذ تلقائياً في المستقبل. وكان تعديل من البروتوكول الأولى تتضمن عملية سيلانيزيشن منذ تفلون طلاء نفسها دون كان صغار سيلانيزيشن.
وهناك مسألتين المتبقية التي تحد من هذا الأسلوب، أحدهما مشكلة موجه دائمة. يتم إنشاء موجه دائمة عند حدوث انعكاس في الحافة من الركازة. منذ أنتينودي والعقدة يظهر بشكل دوري، الانحلال يصبح ضعيفا في العقدة. على الرغم من أننا استخدام هلام سيليكون لقمع موجه دائمة، وهذا لا يكفي. مادة أفضل ﻻستيعاب الطاقة الصوتية أمر ضروري.
والقيد الثاني هو المتانة لطلاء تفلون. تتم إزالة طلاء تفلون جزئيا بعد تفتيت سائل مرات عديدة. نظراً للوضع الحالي لطلاء لم تدرس على نطاق واسع، يمكن تحسين المؤلفون أن تمديد دوام طلاء تفلون.
ومع ذلك، هو أهمية البروتوكول فيما يتعلق بالأساليب القائمة الحد السائل المتبقي بعد الانحلال على سطح مع طلاء مقارنة بدون طلاء. وبالتالي، يتم تقليل استمرار رائحة جذريا كما هو وصف17في أماكن أخرى. استخدام هذا الجهاز منشار، تم إجراء مظاهرة العرض حاسة الشم. وعرضت عرض مكون ثماني حاسة الشم لإثبات كاسي والبرتقال، ويسكي، وبها خليط لمستخدم ب "تحميل عرض الرأس" (الشكل 9)19. في هذه الحالة، يعمل جهاز شهد مع طلاء المقترح جيدا لمنع استمرار رائحة، وإلا فيمكن أن تتدهور إلى حد كبير نوعية عرض رائحة.
الأسلوب الموصوفة هنا من المهم عرض حاسة الشم. وعلاوة على ذلك، رذاذ المنشار ينطبق على من البخاخات للاستخدام الطبي والتاين اليكتروسبراي الكتلي. ومطلوب أيضا كفاءة الانحلال في تلك التطبيقات.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
وأيد هذه الدراسة جزئيا برنامج ميراي JST، رقم المنحة JPMJMI17DD.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
SAW device | Lightom | Custom-made | |
Network analyzer | SDR-kits | DG84AQ VNWA 3E | |
Dip coater | Aiden | DC4300 | |
Silane coupling agent | Shin-etsu Chemical | KBE 903 | |
Cytop amorphous teflon coating | Asahi glass | CT107MK | |
Solvent for diluting cytop coating | Asahi glass | CT-SOLV100K | |
Solenoid valve | Lee | INKA2438510H | |
Transistor array | Texas Instrument | ULN2803A | |
RF power amplifier | Mini-Circuits | ZHL-5W-1 | |
Digital camera | Panasonic Corp | DMC-FZ300 | |
Head Mount Display | Occulus | Occulus Rift Headset | |
Hot plate | As One | HHP-170A |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved