Alcuni scienziati, con il supporto dell’UE, hanno utilizzato onde sismiche, dette onde di Rayleigh, per sviluppare una legge di scala universale in grado di spiegare il tatto dei mammiferi. Il loro obiettivo? Utilizzare tali conoscenze per rivoluzionare la realtà virtuale.
Il tatto è solitamente il primo senso ad essere sviluppato dai mammiferi. Attraverso il tatto essi percepiscono le vibrazioni sulla superficie della propria pelle, che gli consentono di interpretare i differenti stimoli dell’ambiente. Gli scienziati, con il sostegno del progetto H-Reality finanziato dall’UE, hanno utilizzato questo principio per sviluppare una legge di scala universale sul tatto dei mammiferi, che potrebbe aprire la strada a nuove scoperte nel mondo della realtà virtuale. I risultati del team che ha lavorato al progetto H-Reality sono stati pubblicati sulla rivista «Science Advances».Quando facciamo scorrere la mano lungo una parete, le vibrazioni viaggiano attraverso la pelle, stimolando le terminazioni nervose dette meccanorecettori. I meccanorecettori convertono le vibrazioni meccaniche in segnali elettrici che vengono trasmessi al cervello, il quale, a sua volta, li interpreta come un’esperienza tattile. Questa risposta dinamica alle vibrazioni da parte delle terminazioni nervose presenti nella pelle è detta proprietà vibrotattile. Utilizzando modellizzazioni matematiche e recettori tattili, i ricercatori di H-Reality hanno dimostrato che la proprietà vibrotattile è governata dalle onde di Rayleigh, che sono principalmente associate allo studio dei terremoti. Inoltre hanno mostrato che le onde di Rayleigh non solo viaggiano lungo la superficie della pelle, ma attraversano anche tutti gli strati epidermici e le ossa fino a raggiungere i meccanorecettori.
«Il tatto è un senso primordiale, importante per i nostri antenati tanto quanto lo è per i moderni mammiferi, ma è anche uno dei sensi più complessi e quindi meno conosciuti», ha affermato il dottor Tom Montenegro-Johnson, coordinatore del progetto presso l’Università di Birmingham, in un articolo pubblicato sul sito web dell’istituto. «Mentre esistono leggi universali per spiegare, ad esempio, la vista e l’udito, questa era la prima volta che abbiamo potuto spiegare il tatto in questa maniera».
Gli scienziati hanno dimostrato che la differente idratazione della pelle, e quindi la differente rigidità dello strato più superficiale dell’epidermide, non influiva in modo significativo le onde di Rayleigh e l’interazione dei recettori. In altre parole, la risposta dei meccanorecettori alle onde di Rayleigh rimaneva costante, indipendentemente dalle variazioni nello strato epidermico esterno dovute all’età, alla professione, al sesso e ad altri fattori.
Applicando il proprio modello ai dati sperimentali, il team del progetto ha scoperto che esiste una legge di scala universale per la profondità dei recettori tattili in molteplici specie di mammiferi, ad eccezione dei piccoli roditori. È stato calcolato che il rapporto tra la lunghezza d’onda di un’onda di Rayleigh nella pelle e la profondità dei meccanorecettori è all’incirca di 5/2. Ciò suggerisce una costante, conservata a livello evolutivo, nel modo in cui i mammiferi percepiscono le vibrazioni.
«I principi che abbiamo definito ci consentono di comprendere meglio le differenti esperienze di tatto riscontrabili in una vasta gamma di specie», ha osservato nello stesso articolo il dottor James Andrews, co-autore del progetto presso l’Università di Birmingham. «Ad esempio, se si produce una rientranza di 5 mm nella pelle di un rinoceronte, la sua sensazione sarebbe la stessa di quella provata da un essere umano con una rientranza simile: l’unica differenza è data dalla forza necessaria per produrre la rientranza stessa. Questa teoria si spiega perfettamente in termini evoluzionistici, in quanto è legata al concetto di pericolo relativo e danno potenziale».
Il modello matematico sviluppato dai ricercatori di H-Reality (Mixed Haptic Feedback for Mid-Air Interactions in Virtual and Augmented Realities) si basa sull’idea del premio Nobel Georg von Békésy, secondo cui lo studio dei terremoti potrebbe far luce sulle proprietà delle onde di Rayleigh e Love nella pelle. Attraverso questa ricerca, il team del progetto si prefigge di creare oggetti virtuali con una presenza fisica, rivoluzionando così la realtà virtuale.
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