ניו-טק מגזין | יולי 2020 | המהדורה הדיגיטלית

המגע ישירות למיקום שבו נמצאות קצות האצבעות. דוגמה אחת לשימוש כזה היא ניתוחים מרחוק. השילוב של שתי הטכנולוגיות יכול להעניק למנתח המרוחק משוב משיש מדויק. משוב משיש דרך האוויר: כך זה עובד כדי להמיר גלים אולטרה־סוניים למגע צריך מערך של מקורות המייצרים גלים אולטרה־סוניים. כל אחד מהגלילים האלה יוצר אנרגיית קול הנפלטת לכל הכיוונים בצורת כדור. האנרגיה של כל מקור יוצרת תחושה זהה בכל הנקודות שבהיקף השדה דמוי הכדור ולכן תחושת המגע לא מדויקת. אולם, באמצעות סידור נכון של מקורות האנרגיה האולטרה־סונית לפי השינויים במופע, אפשר למקד את האנרגיה אולטרה־סונית בנקודה אחת או במספר נקודות, ולבטל אותה בכל שאר האזורים. בשיטה זאת אפשר לשנות את צורתו של ענן האנרגיה האולטרה־סונית לשלושה ממדים, ממש כאילו הוא הולוגרמה קולית. עם זאת, קולטני המגע שבקצות האצבעות שלנו לא יכולים לחוש באנרגיה אולטרה־ . לכן צריך 20 kHz סונית בתדירות גבוהה מ־ להוריד את תדירות ההולוגרמה הקולית שאותה אנחנו 500 Hz לתדירות נמוכה מ־ יכולים לחוש באצבעות. רמת הדיוק שבה אנחנו חשים את ההולוגרמה הקולית משתנה בהתאם לתדירות הגל הנושא האולטרה־סוני. ככל שהתדירות הזאת גבוהה יותר, כך תחושת המגע מדוייקת יותר. לדוגמה: רזולוציית ההולוגרמה הקולית של גל היא סנטימטרים. 40 kHz נושא בתדירות כשמעלים את תדירות הגל הנושא לתחום , משתפרת הרזולוציה הקולית MHz ה־ למילימטרים. אך כאן נוצרת בעיה חדשה בגלל שבתדירויות הגבוהות האלו הגלים האולטרה־סונים נבלעים טוב יותר באוויר, כך שצריך לבחור את נקודת האיזון המתאימה בין הרזולוציה ליכולת של הגלים לעבור באוויר למרחק. מסתבר היא המעניינת 400 kHz שתדירות סביב ה־ ביותר עבור משוב משיש דרך האוויר, בגלל יכולתה ליצור תחושת מגע במרחק של סנטימטר אחד מהמקור.

משוב משיש דרך האוויר מאפשר למשתמשים לעבוד עם מערכות :1 איור « חכמות מבלי לגעת בהן בפועל.

פיאזואלקטריים מסורתיים, אבל בגלל עוביים וגדולם הם מוגבלים לתדירות של , שלא מאפשרת ליצור תחושת מגע 40 kHz מדויקת. במהלך העשור האחרון, הרעיון להשתמש במתמרים אולטרה־סונים זעירים (בראשי ) הפך להרבה יותר MUT תיבות באנגלית: מעשי. מתמרים אולטרה־סונים זעירים משתמשים במבנים זעירים מבוססי (מערכת מיקרו־אלקטרו־מכנית) MEMS לפליטת האנרגיה האולטרה־סונית. בזכות גודלם הקטן יותר, טווח התדירויות הגדול יותר והיכולת לשלבם בסוגי מערכות נוספים, המתמרים האולטרה־סוניים הזעירים הם הבסיס לדורות הבאים של הטכנולוגיה. הם מאפשרים לבנות מערכים דו־ממדיים גדולים של מתמרים וקל יותר להטמיע אותם במעגלים משולבים.

ממתמרים אולטרה־סוניים גדולים ומסורבלים אל מתמרים אולטרה־סוניים זעירים מתמרים אולטרה־סונים הם רכיבים ) AC שממירים אותות חשמליים (מתח לגלי קול, ולהפך. הדורות הראשונים של המערכות ליצירת משוב משיש מבוססים על מתמרים פיאזואלקטריים קרמיים מסורתיים גדולים ומסורבלים. החומר הפיאזואלקטרי משנה את צורתו וגדולו כתוצאה מהפעלת מתח חשמלי. כשמופעל על החומר הפיאזואלקטרי, הוא AC מתח מתחיל לרטוט בתדירות זהה לזאת של המתח. עובי החומר הפיאזואלקטרי קובע באילו תדירויות ירטוט החומר. הפתרונות הראשונים שכבר נמצאים בשימוש מסחרי מבוססים על מתמרים אולטרה־סוניים

בעלי עובי כפול. cMUT מערך תאי :2 איור

«

29 l New-Tech Magazine