Исследователи из Human Media Lab Королевского университета в Кингстоне разработали прототип устройства, которое можно использовать для управления изменением звучания инструментов, воспроизводимых на гибком смартфоне, и для редактирования аудиофайлов. Авторы выступят с докладом на конференции UIST 2016, которая пройдет в Токио, подробнее прочитать о проекте можно на сайте лаборатории.
Существует достаточно много приложений, имитирующих музыкальные инструменты или позволяющих редактировать аудиофайлы на компьютере или смартфоне. При работе на компьютере пользователь может подключить дополнительные периферийные устройства, такие как MIDI-клавиатура или модульный контроллер Palette, однако на смартфоне возможность подключения периферийного оборудования сильно ограничена.
Канадские исследователи создали прототип гибкого экрана, который может быть использован как физический контроллер при редактировании аудиофайлов на смартфоне, также устройство под названием WhammyPhone может использоваться для изменения звучания различных музыкальных инструментов. Прототип представляет собой гибкий экран разрешением 1920×1080, к которому подключены датчики, позволяющие определить направление и силу сгибания.
Как отмечают разработчики, WhammyPhone может быть использован для физической имитации воздействия на струны гитары и смычок скрипки, или, например, для управления частотой повторения музыкальных фрагментов в аудиоредакторе. Авторы считают, что для управления звучанием музыкальных инструментов физический интерфейс удобнее сенсорного.
Это не первая разработка Human Media Lab в области гибких гаджетов. Ранее эта же лаборатория создала смартфон, который управляется при помощи физического сгибания, а также другой гибкий прототип смартфона с дисплеем светового поля, который может выводить трехмерное изображение, доступное для просмотра невооруженным глазом сразу нескольким пользователям.
Разработками гибких гаджетов также занимаются компании, специализирующиеся на производстве традиционной электроники. Lenovo в этом году показала работающие прототипы смартфона-браслета и складывающегося планшетного компьютера. Кроме того, ранее сообщалось, что Samsung может представить две модели смартфонов с гнущимся экраном в 2017 году, а этой весной компания показала гибкий OLED-экран, сворачиваемый в рулон. Также недавно стало известно, что Panasonic начала выпуск гибких аккумуляторов.
Тонкий датчик растягивается за счет жидких электродов на силиконовой подложке
Ученые создали гибкий сенсор для ультразвуковой диагностики. X-образный датчик размером 1,27 × 1,27 сантиметра можно приклеить к коже — благодаря жидким электродам на силиконовой подложке он растягивается вместе с кожей. Присоединив к нему источник питания и устройство для анализа сигнала, можно длительное время регистрировать ультразвуковое изображение сердца. Помимо датчика ученые создали нейросеть для автоматизированной обработки результатов УЗИ-мониторинга. Устройство позволит проводить длительные исследования сократительной способности сердца в эксперименте и в клинической практике. Статья опубликована в журнале Nature. Ультразвуковая диагностика используется для оценки функции многих внутренних органов. Но врачи пока не используют ультразвук в рамках длительного мониторинга их функции. Причина тому в сложности УЗИ-датчика, состоящего из десятков или сотен пьезоэлементов. Обычно это жесткое и весьма громоздкое устройство, а портативный сенсор должен умещаться в наклейку толщиной до нескольких миллиметров и плотно прилегать к коже — иначе ультразвук легко рассеется в прослойке воздуха между датчиком и тканями организма, что ухудшит визуализацию. При исследовании сердца есть еще одна дополнительная ложность: при дыхании легкие, сердце и ребра двигаются друг относительно друга, что ухудшает визуализацию. Тем не менее, попытки создать датчик, пригодный для длительного УЗИ-мониторирования, продолжаются, и разные команды исследователей используют разные подходы. Либо можно вживить датчик под кожу, прямо на поверхность сердца (мы рассказывали про такой прототип), но такой метод вряд ли подойдет в рутинной клинической практике. Можно создавать системы для неинвазивного УЗИ с жестким датчиком, но они хорошо себя показывают только при визуализации органов с относительно простым расположением. Ученые из Калифорниийского университета в Сан-Диего во главе с Шеном Сю (Sheng Xu) создали гибкий УЗИ-датчик для длительного мониторинга функции сердца. Их датчик состоит из цирконий-титанового пьезоэлемента PZT-5H с жидкими галлий-индиевыми электродами на силиконовой подложке, поглощающей пузырьки воздуха. Датчик имеет размеры 1,27 × 1,27 сантиметра и толщину чуть более миллиметра. Устройство позволяет регистрировать изображение по двум перпендикулярным осям, в обоих направлениях работает по 32 пьезоэлемента с шагом в 0,4 миллиметра. Благодаря жидким электродам устройство имеет растяжимость, сопоставимую с растяжимостью кожи Датчик способен генерировать и воспринимать ультразвук частотой в три мегагерца, что позволяет исследовать ткани тела, расположенные на глубине 16 сантиметров. Разрешающая способность сенсора при заданной архитектуре и настройках составляла до 1,5 × 3,7 миллиметров на небольшой глубине (четыре сантиметра) и до 3,5 × 6,5 миллиметров на глубине 11 сантиметров (у современных приборов для трансторакальной эхокардиографии разрешающая способность часто ниже миллиметра). Исследователи испытали датчик на добровольцах. Для этого они приклеивали каждому испытуемому по два датчика — в левую парастернальную и апикальную позиции. Доктор Сю с коллегами провели записи сердца в покое и во время пробы с физической нагрузкой. Кроме того, они провели суточный мониторинг УЗИ сердца, и для анализа такого массива данных ученые создали нейросеть, которая автоматически анализировала параметры сократимости левого желудочка. Объемы желудочка, измеренные автоматически, совпадали с результатами ручных измерений с точностью до 1,5 миллилитров. Качество изображения было сопоставимо с качеством при эхокардиографическом исследовании, полученном на обычных портативных аппаратах, хотя при форсированном дыхании легкие периодически перекрывали сердце, снижая качество эхолокации. Впрочем, основной упор в исследовании авторы сделали именно на анализ работы левого желудочка — крупной камеры, легко поддающейся анализу. Но доктор Сю с коллегами отмечают, что доработка метода может позволить использовать УЗИ-мониторинг для оценки состояния крупных присердечных сосудов и для проведения длительных проб с физической нагрузкой. Ультразвук можно использовать в медицине не только для диагностики, но и для лечения. Так, мы рассказывали про то, как благодаря ультразвуку медики смогли доставить лекарство на основе антител через гематоэнцефалический барьер в мозг.