Внутри материала проложены мягкие оптические волокна. Когда лист изгибается, волокна изгибаются вместе с ним — и количество света, проходящего через них, меняется. Алгоритм считывает эти изменения и по ним восстанавливает трёхмерную форму всей поверхности.
Причём исследователи специально сделали волокна асимметричными: одна их сторона более шероховатая. Благодаря этому система различает не только силу изгиба, но и его направление.
Из нескольких вариантов расположения волокон лучше всего сработал зигзагообразный рисунок. В изготовленном прототипе на одном конце каждого волокна установлен светодиод, на другом — световой датчик. Когда исследователи складывали и скручивали лист, его виртуальный двойник почти одновременно повторял движение на экране.
Точность оказалась довольно высокой: средняя ошибка при восстановлении формы составила менее 0,4 сантиметра. Для существующих систем с жёсткими датчиками показатель обычно находится примерно в диапазоне 1–2 сантиметров. Даже если часть оптоволокон повреждается или отключается, оставшихся оказывается достаточно, чтобы восстановить общую форму материала.
Пока волокна в экспериментальном листе имеют толщину около миллиметра. Но исследователи рассчитывают уменьшить их до десятков микрометров — тоньше человеческого волоса — и встроить гораздо больше сенсоров в ткань.
Тогда материал сможет превратиться почти в чувствительную вторую кожу.
Например, им можно будет обернуть руку пациента после травмы и точно отслеживать, насколько изменился диапазон движений за несколько месяцев реабилитации. Или сделать мягкий костюм, которым человек будет управлять персонажем в виртуальной реальности или роботом на расстоянии.
Обычно устройство сначала движется — а отдельный датчик сообщает компьютеру, что произошло.
Здесь датчиком становится сама поверхность.
