تعزيز الأسلوب كفاءة استخدام الموجات الصوتية السطحية-رذاذ للعرض حاسة الشم
Summary
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.
Abstract
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.
Introduction
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.
Protocol
Representative Results
Discussion
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.
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذه الدراسة جزئيا برنامج ميراي JST، رقم المنحة JPMJMI17DD.
Materials
| 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 |
Referencias
- Yanagida, Y. A survey of olfactory displays: Making and delivering scents. IEEE Sensors. , 1-4 (2012).
- Yamada, T., Yokoyama, S., Tanikawa, T., Hirota, K., Hirose, M. Wearable Olfactory Display: Using Odor in Outdoor Environment. IEEE Virtual Reality. , 199-206 (2006).
- Kim, H., et al. An X-Y addressablematrix odor-releasing system using an on-off switchable device. Angewandte Chemie. 123 (30), 6903-6907 (2011).
- Amores, J., Maes, P. Essence: olfactory interfaces for unconscious influence of mood and cognitive performance. CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , 28-34 (2017).
- Dobbelstein, D., Herrdum, S., Rukzio, E. inScent: A Wearable Olfactory Display as an Amplification for Mobile Notifications. International Symposium on Wearable Computers. , 28-34 (2017).
- Hasegawa, K., Qiu, L., Shinoda, H. Midair Ultrasound Fragrance Rendering. IEEE Transaction ON VISUALIZATION AND COMPUTER GRAPHICS. 24 (4), 1477-1485 (2018).
- Nakamoto, T. . Essentials of machine olfaction and taste. , 247-314 (2016).
- Nakamoto, T., Yoshikawa, K. Movie with scents generated by olfactory display using solenoid valves. Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. E89-A (11), 3327-3332 (2006).
- Nakamoto, T., Otaguro, S., Kinoshita, M., Nagahama, M., Ohnishi, K., Ishida, T. Cooking up an interactive olfactory game display. IEEE Computer Graphics and Application. 28 (1), 75-78 (2008).
- Nakamoto, T., Minh, P. H. D. Improvement of olfactory display using solenoid valves. Proceedings of IEEE Virtual Reality Annual International Symposium. , 171-178 (2007).
- Hashimoto, K., Nakamoto, T. Tiny Olfactory Display Using Surface Acoustic Wave Device and Micropumps for Wearable Applications. IEEE Sensors Journal. 16 (12), 4974-4980 (2016).
- Beyssen, D., Brizoual, L. L., Elmazria, O., Alnot, P. Microfluidic device based on surface acoustic wave. Sensors and Actuators B: Chemical. 118 (1-2), 380-385 (2006).
- Wixforth, A., Strobl, C., Gauer, C., Toegl, A., Scriba, J., Guttenberg, Z. V. Acoustic manipulation of small droplets. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 379 (7-8), 982-991 (2004).
- Heron, S. R., Wilson, R., Shaffer, S. A., Goodlett, D. R., Cooper, J. M. Surface Acoustic Wave Nebulization of Peptides as a Microfluidic Interface for Mass Spectrometry. Analytical Chemistry. 82 (10), 3985-3989 (2010).
- Kurosawa, M., Watanabe, T., Higuchi, T. Surface acoustic wave atomizer with pumping effect. IEEE Micro Electro Mechanical Systems (MEMS). , 25-30 (1999).
- Shiokawa, S., Matsui, Y., Ueda, T. Liquid streaming and droplet formation caused by leaky Rayleigh waves. Ultrasonics Symposium:Proceedings of the IEEE. 1, 643-646 (1989).
- Li, H., Qi, G., Kato, S., Nakamoto, T. Investigation and Improvement of Atomization Efficiency based on SAW Device Coated with Amorphous Fluoropolymer Film for Olfactory Display. Sensors and Actuators B: Chemical. 263 (15), 266-273 (2018).
- Kato, S., Nakamoto, T. Control system of micro droplet using micro-dispenser based on solenoid valve and its application for highly efficient SAW atomizer. IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines. 138 (6), 220-225 (2018).
- Itou, S., Iseki, M., Kato, S., Nakamoto, T. Olfactory and visual presentation using olfactory display using SAW atomizer and solenoid valves. Proceedings of the 2018 Conference on Intelligent User Interface. , (2018).
- Nakamoto, T., Ito, S., Kato, S., Qi, G. Multicomponent olfactory display using solenoid valves and SAW atomizer and its blending-capability evaluation. IEEE Sensors Journal. , (2018).
- Kato, S., Nakamoto, T. Olfactory Display Based on Sniffing Action. IEEE Conference on Virtual Reality. , (2018).
